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abr 01

As missões MAVEN e CURIOSITY confirmam que a maior parte da atmosfera de Marte foi perdida para o espaço

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/mars_landscape_dry_wet.png

Esta concepção artística ilustra o ambiente no passado de Marte, à direita, que se estima ter hospedado água líquida e uma atmosfera mais espessa “versus” o ambiente frio e seco do Marte atual, à esquerda. A sonda robótica MAVEN da NASA orbita o Planeta Vermelho com o intuito de estudar a sua atmosfera superior, sua ionosfera e as interações com a radiação do Sol e o vento solar. Créditos: NASA / Goddard Space Flight Center

O vento solar e a radiação emitida pelo Sol são os responsáveis pela perda da atmosfera marciana para o espaço, transformando Marte de um planeta que poderia ter suportado vida há bilhões de anos em um mundo frio e desértico, conforme os novos resultados anunciados por pesquisadores usando dados da espaçonave robótica MAVEN e também da missão Curiosity.

Bruce Jakosky, pesquisador líder da MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission), membro da Universidade do Colorado em Boulder, EUA e autor principal do artigo da pesquisa publicado em 31 de março de 2017 na revista Science, destacou:

Nós determinamos que a maior parte dos gases antes presentes na atmosfera de Marte foi perdida para o espaço.

O time fez esta constatação a partir dos últimos resultados, que revelam que aproximadamente 65% do argônio que já esteve presente na atmosfera foi perdido para o espaço.

Em 2015, os membros do time da MAVEN haviam anunciado resultados que mostravam uma perda atmosférica atual e descreveram como é que essa atmosfera tem sido extirpada [ leia aqui: A sonda MAVEN revela a taxa de influência do vento solar na erosão da atmosfera de Marte ]. A análise presente usa medições da atmosfera marciana atual para a primeira estimativa da quantidade de gás que foi perdido ao longo do tempo.

http://www.colorado.edu/today/2017/03/30/maven-findings-reveal-how-mars-atmosphere-was-lost-space

Ilustração da sonda MAVEN da NASA

A água líquida, a substância essencial para a vida, não é atualmente estável sobre a superfície de Marte porque a sua atmosfera é demasiadamente rarefeita. Entretanto, evidências observadas sobre Marte, tais como características que se assemelham com leitos de rio e minerais que só se formam na presença de água líquida, indicam que o antigo clima marciano era muito diferente, ou seja, quente o suficiente para que a água tenha fluído sobre a superfície, durante longos períodos de tempo.

Elsayed Talaat, cientista do Programa MAVEN, na sede da NASA em Washington, declarou:

Esta descoberta é um importante passo no sentido de elucidar o mistério sobre como era o ambiente no passado de Marte. Em um contexto mais amplo, esta informação nos ensina mais sobre os processos que podem, ao longo do tempo, mudar a habitabilidade de um planeta.

Existem muitos processos que fazem um planeta perder parte da sua atmosfera. Por exemplo, reações químicas podem prender o gás nas rochas superficiais ou uma atmosfera pode ser erodida pela radiação e pelo vento estelar da estrela hospedeira. Os novos dados revelam tanto o vento solar quanto a radiação emitida pelo Sol são os responsáveis pela maior parte da perda atmosférica de Marte e que seu esgotamento foi suficiente para transformar drasticamente o clima marciano. O vento solar é um fluxo fino de gás, eletricamente carregado, soprado constantemente a partir da superfície do Sol.

O Sol primitivo emanava radiação ultravioleta e vento solar com maior intensidade que atualmente. Consequentemente, a perda atmosférica devido a esses processos foi provavelmente muito maior no passado remoto de Marte. Segundo o time de cientistas, esses processos podem ter sido os dominantes no clima e habitabilidade do planeta. É possível que a vida microbiana tenha existido na superfície nos primórdios da história de Marte. À medida que o planeta vermelho esfriava e se tornava mais seco, qualquer forma de vida sobrevivente pode ter sido forçada a migrar para o subterrâneo ainda úmido ou para raros oásis eventualmente remanescentes na superfície.

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a012500/a012557/MAVEN_Argon_Infographic.jpg

Medindo a perda atmosféria de Marte: esse infográfico demonstra como Marte perdeu 65% do argônio e também outros gases ao longo do tempo por causa do fenômeno denominado ‘pulverização catódica’ (“sputtering”). Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Bruce Jakosky e equipe conseguiram os novos resultados através da medição da abundância atmosférica de dois isótopos distintos do argônio: 38Ar18 versus 36Ar18 [ isótopos são átomos do mesmo elemento químico, mas com massas diferentes, ou seja, com quantidades diferentes de nêutrons ]. Tendo em vista que o mais leve dos dois isótopos tem a tendência de escapar para o espaço com mais facilidade, a atmosfera remanescente ficou enriquecida com o isótopo mais pesado. O time usou a abundância relativa dos dois isótopos, medida tanto na atmosfera superior quanto na superfície de Marte, para calcular a fração proporcional do gás atmosférico perdido para o espaço.

Considerando que os “gases nobres” (como o argônio) são tipicamente não reativos, exceto quando sob condições particularmente extremas, o argônio em questão não pode ser sequestrado pelas rochas. O único processo que pode remover gases nobres para o espaço é um processo físico chamado de “pulverização catódica” causado pelo vento solar. Neste processo, os íons capturados pelo vento solar podem impactar Marte em altas velocidades e empurrar, fisicamente, o gás atmosférico para o espaço. O time rastreou o argônio porque é um gás nobre e só pode ser removido por pulverização catódica. Assim que os cientistas determinaram a quantidade de argônio perdida por pulverização, puderam usar esta informação para derivar a perda por pulverização catódica de outros átomos e moléculas, incluindo o dióxido de carbono (CO2).

O CO2 é um gás de grande interesse para os cientistas porque é o principal constituinte da atmosfera de Marte e também por ser um eficiente gás causador do efeito estufa, que permite a retenção do calor e provocar o aquecimento do planeta.

Bruce Jakosky explicou:

Nós determinamos que a maioria do CO2 pertencente ao planeta foi também perdido para o espaço por “pulverização catódica”. Existem outros processos que podem remover o CO2, assim, este processo nos dá o valor mínimo de CO2 que foi perdido para o espaço.

O time fez os cálculos usando dados da atmosfera superior de Marte, recolhidos pelo instrumento NGIMS (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) da sonda MAVEN. Esta análise incluiu também as medições da superfície marciana obtidas pelo instrumento SAM (Sample Analysis at Mars) a bordo do robô exploratório Curiosity.

Paul Mahaffy, membro do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA, concluiu:

As medidas combinadas [ das missões MAVEN e CURIOSITY ] nos capacitam a melhor determinar a taxa do argônio marciano que foi perdido para o espaço ao longo de bilhões de anos. A utilização de medições de ambas as plataformas aponta para o precioso valor que múltiplas missões exploratórias atingem ao realizar medições complementares.

Paul Mahaffy é coautor do artigo, investigador principal do SAM e líder do instrumento NGIMS, ambos desenvolvidos em Goddard.

O vídeo abaixo (2013) do Centro Goddard explica como o processo chamado ‘pulverização catódica’ pode ter causado a perda da atmosfera marciana:

Fontes

Universidade do Colorado em Boulder: MAVEN findings reveal how Mars’ atmosphere was lost to space

Universidade do Arizona: How Mars Lost Its Atmosphere and Became a Frigid Desert

NASA: NASA’s MAVEN Reveals Most of Mars’ Atmosphere Was Lost to Space

Artigo Científico

Science: Mars’ atmospheric history derived from upper-atmosphere measurements of 38Ar/36Ar

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