Um novo estudo mostra que a misteriosa “unidade marginal” da cratera de Jezero regista uma história da água mais complexa do que os cientistas esperavam, incluindo lagos antigos, águas subterrâneas e, posteriormente, actividade hidrotérmica.
Quando o rover Perseverance da NASA atingir a borda interna da cratera Jezero de Marte, em setembro de 2023, os pesquisadores esperam encontrar rochas sedimentares no que já foi a costa de um lago marciano. Essas rochas são formadas pelo acúmulo de camadas de material durante um longo período de tempo. Na Terra, as rochas sedimentares compostas por argila e lodo podem ser particularmente valiosas porque são capazes de preservar evidências de vida microbiana antiga.
Os cientistas também estavam interessados nesta área porque os orbitadores de Marte detectaram fortes assinaturas de minerais carbonáticos ali. Na Terra, os carbonatos normalmente se desenvolvem em lagos e oceanos rasos, que também contêm ambientes que podem sustentar vida.
Em vez dos depósitos sedimentares esperados, o Perseverance encontrou rochas ígneas. Essas rochas podem se formar quando o magma esfria no subsolo ou quando o material vulcânico se solidifica na superfície. Como os minerais contidos nas rochas ígneas podem preservar informações sobre as condições que existiam quando se formaram, eles podem fornecer um registro geológico excepcionalmente detalhado.
Na unidade marginal, essas rochas revelaram uma história inesperadamente complexa. As evidências indicam que eles interagiram com a água em pelo menos três ocasiões distintas, e cada episódio mudou sua química e aparência física de maneiras diferentes. As descobertas foram publicadas na revista comunicação terra e meio ambiente.
SuperCam revela a história oculta da água de Marte
Muitas dessas evidências vieram do SuperCam, um instrumento montado no alto do mastro do Perseverance. SuperCam pode identificar a composição mineralógica de feições geológicas analisando a luz refletida por elas.
Quando os cientistas da missão identificam um alvo promissor, eles podem direcionar a SuperCam para disparar seu laser a até 6,5 metros de distância. O laser cria uma pequena explosão de plasma, e o espectro desse plasma revela a composição química da rocha. Usando esta tecnologia, a Perseverance estudou mais de 185 alvos fundamentais na Unidade de Margem.
“Antes de chegar à Unidade de Margem, a principal hipótese – derivada de observações orbitais – era que os carbonatos vistos em órbita foram formados por interações com um lago presente na cratera de Jezero,” disse Candice Bedford, cientista investigadora da Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana, e principal autora do estudo. “Mas agora sabemos que este local se tornou uma espécie de encruzilhada para os sistemas aquáticos. As descobertas da Unidade de Margem são importantes porque a Cratera de Jezero fica dentro de uma das maiores exposições de carbonatos em Marte, então o que aprendemos aqui vai muito além desta cratera.”
Magma antigo sob a cratera de Jezero
O Perseverance examinou a unidade marginal a uma altitude de aproximadamente 870 pés (265 m). Nas partes mais altas da região, o rover encontrou rochas espessas e cristalinas ricas em olivina. Quase nenhuma evidência de alteração da água foi encontrada nessas rochas.
A olivina contém magnésio e ferro. Os investigadores concluíram que esta unidade rica em olivina se formou originalmente dentro de uma piscina de magma abaixo da superfície de Marte. O magma esfriou lentamente o suficiente para que grandes partículas minerais crescessem. Muito mais tarde, a erosão removeu o material acima dela e expôs a rocha na superfície.
A situação era muito diferente abaixo da unidade marginal, ao longo da antiga margem do lago. Lá, a olivina parece fortemente alterada. Seus grãos ficam fragmentados e a sílica preenche o espaço entre eles.
Carbonatos e sílica são particularmente interessantes para cientistas que procuram sinais de habitabilidade antiga. Na Terra, quando a água reage com a olivina, o processo pode produzir hidrogênio que alguns microrganismos podem usar como fonte de energia. As mesmas reações também podem formar carbonatos e sílica, minerais capazes de preservar vestígios deixados pela atividade microbiana passada.
Três encontros diferentes com a água
Os investigadores podem reconstruir a ordem pela qual a água substituiu a unidade de margem, embora ainda não possam determinar quando cada evento ocorreu.
O primeiro episódio conhecido envolveu águas subterrâneas ricas em dióxido de carbono. À medida que essa água se movia através da rocha, ela reagia com a olivina e produzia carbonatos dentro das fraturas em altitudes mais baixas. Com o tempo, a erosão removeu parte do material mais macio circundante, expondo cristas de fratura cheias de carbonatos duros.
O segundo período de atividade aquática pode estar associado ao antigo lago que outrora encheu a cratera de Jezero.
“Algumas rochas unitárias marginais também contêm sílica”, disse a coautora do estudo, Eleni Ravanis, cientista planetária da Universidade do Havaí em Manoa. “A conversão de olivina em carbonato pode deixar sílica para trás, e vemos mais dessa sílica nas rochas abaixo da linha de água.”
água quente veio depois
Parece que no terceiro episódio e nos episódios subsequentes a água quente foi para o subsolo.
Em um local na unidade da margem leste, o Perseverance encontrou veios minerais com cerca de 25 cm de espessura. Essas veias contêm minerais, incluindo sulfato de cálcio e fluorita.
A presença de fluorita fornece uma pista importante sobre as condições que as produziram. A fluorita normalmente se forma quando a água quente se expande através da rocha vulcânica, indicando que a cratera de Jezero experimentou um período posterior de atividade de água subterrânea quente após interação anterior com a água subterrânea e um lago.
No geral, as observações sugerem que a unidade marginal não foi moldada por um ambiente lacustre. Em vez disso, tornou-se um ponto de encontro para muitos sistemas de água diferentes que substituíram as mesmas rochas em diferentes fases da história de Marte.
“Se há uma coisa que aprendi depois de 10 anos de trabalho com rovers de Marte, é que Marte surpreende constantemente”, disse Bedford. “É muito raro que as coisas aconteçam exactamente como esperamos dos dados orbitais. Espero que este trabalho ajude a remodelar a forma como os cientistas olham para a história da água na cratera de Jezero e em todo Marte. Em última análise, espero que ajude os cientistas planetários a reconstruir as mudanças climáticas e a habitabilidade do início de Marte.”
