Os cientistas capturaram recentemente uma rara visão das duras condições do inverno que giram em torno do pólo norte de Marte. Dentro do vórtice polar do planeta, as temperaturas caem drasticamente – muito mais frias que o ar exterior – e o longo inverno marciano permite que a camada de ozono aumente acentuadamente na atmosfera persistentemente escura.
“A atmosfera dentro do vórtice polar, desde perto da superfície até cerca de 30 quilómetros de altura, é caracterizada por temperaturas extremamente frias, cerca de 40 graus Celsius mais frias do que fora do vórtice”, disse o Dr. Kevin Olsen, da Universidade de Oxford, que apresentou os resultados na reunião conjunta EPSC-DPS2025 em Helsínquia.
Neste ponto extremamente baixo, uma pequena quantidade de vapor de água condensa-se na atmosfera marciana e deposita-se nas calotas polares. Estas mudanças têm um efeito interessante na camada de ozono. Normalmente, o ozônio é destruído quando reage com moléculas formadas pela luz solar ultravioleta, dissociando o vapor d’água. Mas quando o vapor congela completamente, essas reações param. Sem mais nada para quebrá-lo, o ozônio começa a se acumular dentro do vórtice.
“O ozônio é um gás muito importante em Marte – é uma forma muito reativa de oxigênio e nos diz o quão rápido a química está acontecendo na atmosfera”, disse Olsen. “Ao compreender a quantidade de ozono que existe e quão variável é, sabemos mais sobre como a atmosfera mudou ao longo do tempo e se até mesmo Marte tinha uma camada protectora de ozono como a da Terra.”
O rover ExoMars Rosalind Franklin da Agência Espacial Europeia, com lançamento previsto para 2028, irá procurar sinais de vida antiga no planeta. Se Marte já teve uma camada de ozônio protegendo sua superfície da radiação ultravioleta, essa barreira protetora poderia tê-lo tornado mais propício à vida há bilhões de anos.
Como se forma o vórtice polar de Marte
O vórtice polar de Marte desenvolve-se como parte do seu ciclo sazonal, impulsionado pela inclinação axial de 25,2 graus do planeta. Tal como a Terra, o Planeta Vermelho passa por mudanças sazonais e, com o fim do verão setentrional, um vórtice rodopiante forma-se sobre os pólos e dura até à primavera.
Na Terra, o vórtice polar é por vezes instável e pode deslocar-se para sul, enviando ar frio para latitudes mais baixas. Um processo semelhante pode ocorrer em Marte, dando aos investigadores uma oportunidade valiosa para estudar o interior do vórtice.
“Como os pólos norte de Marte, tal como a Terra, experimentam escuridão total no inverno, são muito difíceis de estudar”, disse Olsen. “Ao sermos capazes de medir o vórtice e determinar se as nossas observações estão dentro ou fora do vórtice escuro, podemos realmente dizer o que está acontecendo.”
Pesquisa de vórtice
Olsen trabalha com o orbitador de gás traço ExoMars da ESA, que está em órbita ao redor de Marte. Em particular, a Suíte de Química Atmosférica (ACS) da espaçonave estuda a atmosfera marciana observando os órgãos do Planeta Vermelho quando o Sol está do outro lado do planeta e brilha através da atmosfera. O comprimento de onda no qual a luz solar é absorvida indica quais moléculas estão na atmosfera e a que distância elas estão da superfície.
No entanto, esta estratégia não funciona durante a escuridão total do inverno marciano, quando o Sol não nasce sobre o Pólo Norte. A única oportunidade de vislumbrar o interior do vórtice é quando este perde a sua forma circular, mas são necessários dados adicionais para saber exatamente quando e onde isso está a acontecer.
Para isso, Olsen recorreu ao instrumento Mars Climate Sounder no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA para medir a quantidade de vorticidade através de medições de temperatura.
“Estávamos à procura de uma queda repentina na temperatura – um sinal claro de estarmos dentro de um vórtice”, disse Olsen. “Comparar as observações do ACS com os resultados do Martian Climate Sounder mostra diferenças claras na atmosfera dentro do vórtice em comparação com o exterior. Esta é uma excelente oportunidade para aprender mais sobre a química da atmosfera marciana e como as condições mudam durante a noite polar para permitir a formação de ozono.”
