Crise hídrica de outro mundo: tempestade de poeira explica como parte da água de Marte evaporou

A imagem atual de Marte como um deserto árido e hostil contrasta com a história revelada pela observação de sua superfície. Durante décadas, o foco dos cientistas concentrou-se em constatar a existência de água em estado líquido, condição essencial para o desenvolvimento a vida como a conhecemos, no Planeta Vermelho.

Isso já é considerado um fato. Ao mesmo tempo, canais, minerais alterados pela água e outras evidências geológicas sugerem que o Planeta Vermelho já foi um mundo muito mais úmido e dinâmico do que hoje. Nesse sentido, determinar como esse ambiente antes rico em água secou configura um dos grandes desafios da ciência moderna.

Embora vários processos possam explicar parte dessa perda hídrica, o destino de grande parte da água marciana ainda era desconhecido. Agora, uma pesquisa realizada em conjunto por cientistas do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, da Universidade de Tóquio e do Real Instituto Belga de Ciências Aeroespaciais lança uma luz sobre como toda aquela água evaporou.

Isso foi possível graças à observação dos efeitos de uma tempestade de poeira localizada, mas intensa e incomum em relação aos padrões conhecidos.

A tempestade em questão transportou água para as camadas superiores da atmosfera marciana durante o verão no hemisfério norte, segundo as análises do físico Adrián Brines em colaboração com os pesquisadores Shohei Aoki e Frank Daerden.

O que veio a seguir foi a constatação de uma espécie de crise hídrica em um lugar marcado pela escassez de água. O resultado da pesquisa acaba de ser publicado pela revista especializada Nature.

A fuga de hidrogênio da atmosfera de Marte

Uma das chaves para mensurar a perda da água de água Marte é determinar quanto hidrogênio escapa para o espaço sideral. Isso porque o hidrogênio é liberado quando moléculas de água se quebram na atmosfera marciana.

Medições atuais indicam que Marte perdeu uma quantidade enorme de água ao longo de bilhões de anos — o suficiente para cobrir grande parte de sua superfície com profundidades de centenas de metros.

A órbita de Marte é mais elíptica que a da Terra. Isso significa que, durante uma parte do ano, o planeta está mais próximo do Sol, recebendo mais energia. Por esse motivo, os verões no hemisfério sul marciano são muito mais quentes e dinâmicos do que no hemisfério norte.

Durante esse período, a atmosfera fica carregada de poeira e aquece, permitindo que o vapor de água atinja altitudes elevadas, onde a radiação solar quebra as partículas e o hidrogênio pode escapar para o espaço.

Em contraste, durante o verão no hemisfério norte, a água normalmente permanece confinada em altitudes mais baixas, enfraquecendo a fuga atmosférica. Esse ciclo sazonal faz do verão no hemisfério sul o principal período de perda de água em Marte.

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O que os cientistas observaram

Os cientistas responsáveis pelo estudo observaram um aumento incomum de vapor de água na atmosfera média de Marte durante o verão do hemisfério norte no Ano Marciano de 37 (2022-2023 na Terra), causado por uma tempestade de poeira incomum. Nenhuma tempestade parecida, em termos de localização e estação do ano, foi observada em Marte nas últimas duas décadas.

O evento foi analisado a partir dos dados combinados de diversas sondas orbitais ativas em Marte: o ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) da ESA, o Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da Nasa e a Emirates Mars Mission (EMM).

Essas observações permitiram estudar não só a distribuição vertical do vapor de água, mas também a distribuição da poeira na atmosfera, a formação de nuvens de partículas de gelo e a fuga de hidrogênio para o espaço.

Foi constatado que essa tempestade de poeira desencadeou uma injeção súbita e intensa de vapor de água que alcançou altitudes entre 60 e 80 quilômetros, especialmente em altas latitudes do norte marciano. A quantidade de água presente foi até dez vezes maior que o habitual — um fenômeno não observado em anos marcianos anteriores e não previsto pelos modelos climáticos atuais.

O excesso de vapor de água decorrente do fenômeno foi detectado simultaneamente em todas as longitudes de Marte, indicando que a água se espalhou rapidamente pelo Planeta Vermelho.

Depois de algumas semanas, a quantidade de poeira na atmosfera voltou aos níveis normais e, consequentemente, o vapor de água voltou a ficar confinado nas camadas inferiores.

O fenômeno não se limitou à atmosfera média de Marte.

Observações independentes da EMM e do MRO mostraram um aumento significativo de hidrogênio também nas camadas mais altas da atmosfera logo depois.

Como resultado, a fuga de hidrogênio aumentou em aproximadamente 2,5 vezes em comparação com anos anteriores durante a mesma estação.

Embora esse episódio tenha sido breve e não tão intenso quanto os grandes eventos de perda de hidrogênio associados ao verão austral e às colossais tempestades de poeira já registradas em Marte, ele demonstra que o planeta pode perder água significativamente mesmo durante períodos tradicionalmente calmos.

A descoberta abre um novo caminho para entender como Marte perdeu grande parte de sua água ao longo do tempo. O estudo adiciona uma nova peça ao quebra-cabeças ainda incompleto de como Marte vem perdendo água ao longo de bilhões de anos e mostra que mesmo episódios breves, mas intensos, pode desempenhar um papel relevante na evolução climática do Planeta Vermelho.