Pequenos lagos no início de Marte podem ter permanecido líquidos durante décadas, embora as temperaturas médias do ar estivessem bem abaixo de zero. Novas pesquisas sugerem que as condições frias por si só não podem impedir a existência de águas superficiais duradouras no Planeta Vermelho.
Os pesquisadores da Rice University usaram um modelo climático modificado para Marte para determinar se os lagos poderiam sobreviver em lugares como a cratera Gale, perto do equador do planeta. Os seus resultados mostram que os lagos podem permanecer líquidos sob uma fina camada de gelo sazonal durante décadas, e possivelmente até mais, desde que as condições climáticas globais permaneçam estáveis. Esta descoberta ajuda a resolver uma questão de longa data na investigação de Marte. Existem características geológicas em forma de água corrente ou parada em todo o planeta, mas muitos modelos climáticos indicam que o início de Marte deve ter sido demasiado frio para suportar água líquida.
Pesquisa, publicada Avanço da AGUFornece uma nova explicação sobre como os lagos poderiam existir sem um clima quente e por que os antigos leitos dos lagos marcianos parecem tão bem preservados hoje.
“Ver antigas bacias lacustres em Marte sem evidências claras de gelo espesso e duradouro faz-me questionar se estes lagos poderiam reter água durante mais de uma estação num clima frio”, disse Eleanor Moreland, estudante de pós-graduação de Rice e principal autora do estudo. “Quando os nossos novos modelos começaram a mostrar lagos que poderiam durar décadas com apenas uma fina camada de gelo que desaparecia sazonalmente, foi emocionante que pudéssemos finalmente ter um sistema físico semelhante ao que vemos hoje em Marte.”
Virando os instrumentos climáticos da Terra em direção a Marte
Para investigar o problema, a equipe adaptou uma estrutura de modelagem climática conhecida como modelagem de sistema proxy. O método foi originalmente desenvolvido pela pesquisadora climática da Terra, Sylvia Dee, para reconstruir climas antigos usando indicadores indiretos, como anéis de árvores ou núcleos de gelo.
Marte carece de árvores e de outros marcadores climáticos conhecidos, por isso os investigadores confiaram em dados recolhidos pelos rovers de Marte. As formações rochosas e os depósitos minerais funcionam como substitutos para um registo climático, permitindo à equipa inferir condições passadas.
Ao longo de vários anos, os investigadores modificaram o modelo do lago para reflectir Marte tal como era há cerca de 3,6 mil milhões de anos. Eles são atribuídos a fatores como a fraca luz solar, uma atmosfera rica em dióxido de carbono e as diferenças sazonais únicas do planeta.
Usando o novo modelo Lake Modeling on Mars with Atmospheric Reconstruction and Simulations (LakeM2ARS), a equipe mediu 64 cenários experimentais do rover Curiosity da NASA na Cratera Gale e simulações climáticas marcianas existentes.
Cada cenário simulou um lago hipotético dentro da cratera durante 30 anos marcianos, ou cerca de 56 anos terrestres. Isso permitiu aos pesquisadores testar se o lago poderia conter líquido de forma realista sob diferentes condições.
“Foi divertido trabalhar através de experiências mentais sobre como um modelo de lago projetado para a Terra poderia ser adaptado para outro planeta, embora o processo tenha exigido muita depuração quando tivemos que mudar a gravidade”, disse Dee, professor associado de Terra, ciências ambientais e planetárias e co-autor do estudo.
“Ficámos surpreendidos e encorajados pela sensibilidade com que o modelo responde a parâmetros como a pressão atmosférica e a sazonalidade da temperatura. Isto mostra que, com alguma criatividade e experimentação, os modelos derivados da Terra podem criar cenários climáticos realistas para Marte.”
Gelo fino como isolante natural
As simulações produziram resultados diferentes dependendo das condições. Em alguns casos, os lagos congelam durante a estação fria. Em outros, a água permanece líquida sob uma fina camada de gelo, em vez de completamente congelada.
Esse gelo fino desempenhou um papel importante. Atua como uma cobertura isolante, limitando a evaporação e a perda de água e ainda permitindo que a luz solar aqueça o lago durante os períodos mais quentes do ano.
Devido a este ciclo sazonal, alguns lagos modelados mostram poucas mudanças na profundidade ao longo das décadas. Isto sugere que eles podem permanecer estáveis por longos períodos de tempo, mesmo quando a temperatura média do ar está abaixo de zero.
“Esta cobertura de gelo sazonal comporta-se como um cobertor natural para o lago”, disse Kirsten Seebach, professora associada de ciências terrestres, ambientais e planetárias e coautora do estudo.
Isso aquece a água no inverno, permitindo que ela derreta no verão, disse Seebach. “Como o gelo é fino e temporário, deixaria poucas evidências, o que pode explicar por que os rovers não encontraram sinais claros de gelo perene ou geleiras em Marte”, disse ele.
Revisite a água em um Marte frio
Os resultados sugerem que o início de Marte sustentava lagos de longa vida sem a necessidade de condições consistentemente quentes. Isto desafia as suposições anteriores de que a água superficial em Marte só seria possível durante longos períodos quentes.
Se os lagos fossem protegidos por gelo sazonal em vez de enterrados sob o espesso permafrost, muitas das características intrigantes de Marte tornar-se-iam mais fáceis de explicar. Linhas costeiras preservadas, sedimentos em camadas e depósitos minerais podem refletir lagos permanentes, apesar do clima frio.
O que isso significa para futuras pesquisas em Marte
Os investigadores planeiam aplicar o modelo LakeM2ARS a outras bacias marcianas para ver se podem existir lagos semelhantes noutros locais do planeta. Eles querem explorar como as mudanças na composição atmosférica ou no fluxo das águas subterrâneas podem afetar a estabilidade do lago ao longo do tempo.
“Se padrões semelhantes surgirem em todo o planeta, os resultados apoiariam a ideia de que mesmo um Marte inicial bastante frio poderia ter mantido água líquida durante todo o ano, um ingrediente chave para um ambiente adequado à vida”, disse Moreland.
Co-autores adicionais do estudo incluem a estudante de pós-graduação da Rice, Nyla Hartigan, Michael Misna, do Laboratório de Propulsão a Jato do Instituto de Tecnologia da Califórnia, James Russell, da Brown University, e Grace Bischoff e John Moores, da Universidade de York. Esta pesquisa foi apoiada pelo Rice Faculty Initiative Fund e pela Agência Espacial Canadense.
