Um oceano primitivo em Marte continha mais água do que o Oceano Ártico, na Terra, segundo cientistas da NASA que, usando observatórios baseados no solo, mediram sinais característicos de água na atmosfera do Planeta Vermelho.
Os cientistas vêm procurando respostas que expliquem por que esse vasto suprimento de água deixou a superfície. Detalhes das observações e computações foram publicados na revista Science.
“Nosso estudo fornece uma sólida estimativa da quantidade de água que Marte um dia teve, determinando quanta água foi perdida para o espaço,” disse Geronimo Villanueva, cientista do Centro Goddard de Voos Espaciais em Greenbelt, Maryland, e prinipal autor do novo artigo. “Com esse trabalho, podemos compreender melhor a história da água em Marte.”
Talvez há cerca de 4,3 bilhões de anos, Marte teria tido água suficiente para cobrir toda a sua superfície com uma camada da água em estado líquido com cerca de 140 metros de profundidade. Mais provavelmente a água teria formado um oceano ocupando quase metade do hemisfério norte de Marte, atingindo em algumas regiões profundidades de mais de 1,6 quilômetro.
A nova estimativa é baseada em observações detalhadas feitas através do Telescópio Ultra Grande do Observatório Europeu do Sul, no Chile, e no Observatório W.M. Keck e Instalações de Telescópio Infravermelho da NASA no Havaí. Com esses potentes instrumentos, os pesquisadores distiguiram as marcas químicas de duas formas de água levemente diferentes na atmosfera de Marte. Uma delas é a conhecida H2O. A outra é a HDO, uma variação que ocorre naturalmente, na qual uma átomo de hidrogênio é substituído por outro de uma forma mais pesada, chamado deutério.
Comparando a proporção entre HDO e H2O na água em Marte hoje e comparando-a com a proporção de água aprisionada em um meteorito de Marte datado de cerca de 4,5 bilhões de anos, os cientistas podem medir as mofificações atmosféricas subsequentes e determinar quanta água escapou para o espaço.
A equipe mapeou os níveis de H2O e HDO várias vezes durante cerca de seis anos, tempo equivalente a três anos marcianos. Os dados resultantes produziram fotografias globais de cada componente, assim como sua proporção. Esses mapas de um tipo inédito revelam variações regionais chamadas microclimas e mudanças sazonais, embora Marte seja hoje essencialmente um deserto.
A equipe de pesquisas estava especialmente interessada em regiões próximas aos polos norte e sul de Marte, porque as capas de gelo polares contêm os maiores reservatórios de água conhecidos. Acredita-se que a água lá armazenada capture a evolução da água de Marte durante o úmido período Noachiano, que terminou há cerca de 3,7 bilhões de anos, até o presente.
A partir das medições da água na atmosfera de Marte na região próxima aos polos, os pesquisadores determinaram o enriquecimento, ou quantidades relativas dos dois tipos de água, nas capa de gelo permanentes do planeta. O enriquecimento das capas de gelo lhes permitiu saber quanta água Marte deve ter perdido – um volume 6,5 vezes maior do que o das capas polares atualmente. Isso significa que o volume do oceano primitivo de Marte deve ter sido de, pelo menos, 20 milhões de quilômetros cúbicos.
Baseando-se na superfície atual de Marte, uma localização provável para essa água teria sido nas Planices Norte, considerada uma boa probabilidade devido ao seu solo de baixa altitude. Um antigo oceano por lá teria coberto 19 por cento da superfície do planeta. Em comparação, o Oceano Atlântico ocupa 17 por cento da superfície da Terra.
“Com Marte perdendo toda aquela água, o planeta foi muito provavelmente úmido por um período mais longo do que antes se pensava, sugerindo que pode ter sido habitável por mais tempo,” disse Michael Mumma, cientista deGoddard e segundo autor do artigo.
Tradução de Luiz Leitão
A primitive ocean on Mars held more water than Earth’s Arctic Ocean, according to NASA scientists who, using ground-based observatories, measured water signatures in the Red Planet’s atmosphere.
Scientists have been searching for answers to why this vast water supply left the surface. Details of the observations and computations appear in Science magazine.
“Our study provides a solid estimate of how much water Mars once had, by determining how much water was lost to space,” said Geronimo Villanueva, a scientist at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, and lead author of the new paper. “With this work, we can better understand the history of water on Mars.”
Perhaps about 4.3 billion years ago, Mars would have had enough water to cover its entire surface in a liquid layer about 450 feet (137 meters) deep. More likely, the water would have formed an ocean occupying almost half of Mars’ northern hemisphere, in some regions reaching depths greater than a mile (1.6 kilometers).
The new estimate is based on detailed observations made at the European Southern Observatory’s Very Large Telescope in Chile, and the W.M. Keck Observatory and NASA Infrared Telescope Facility in Hawaii. With these powerful instruments, the researchers distinguished the chemical signatures of two slightly different forms of water in Mars’ atmosphere. One is the familiar H2O. The other is HDO, a naturally occurring variation in which one hydrogen is replaced by a heavier form, called deuterium.
By comparing the ratio of HDO to H2O in water on Mars today and comparing it with the ratio in water trapped in a Mars meteorite dating from about 4.5 billion years ago, scientists can measure the subsequent atmospheric changes and determine how much water has escaped into space.
The team mapped H2O and HDO levels several times over nearly six years, which is equal to approximately three Martian years. The resulting data produced global snapshots of each compound, as well as their ratio. These first-of-their-kind maps reveal regional variations called microclimates and seasonal changes, even though modern Mars is essentially a desert.
The research team was especially interested in regions near Mars’ north and south poles, because the polar ice caps hold the planet’s largest known water reservoir. The water stored there is thought to capture the evolution of Mars’ water during the wet Noachian period, which ended about 3.7 billion years ago, to the present.
From the measurements of atmospheric water in the near-polar region, the researchers determined the enrichment, or relative amounts of the two types of water, in the planet’s permanent ice caps. The enrichment of the ice caps told them how much water Mars must have lost – a volume 6.5 times larger than the volume in the polar caps now. That means the volume of Mars’ early ocean must have been at least 20 million cubic kilometers (5 million cubic miles).
Based on the surface of Mars today, a likely location for this water would be in the Northern Plains, considered a good candidate because of the low-lying ground. An ancient ocean there would have covered 19 percent of the planet’s surface. By comparison, the Atlantic Ocean occupies 17 percent of Earth’s surface.
“With Mars losing that much water, the planet was very likely wet for a longer period of time than was previously thought, suggesting it might have been habitable for longer,” said Michael Mumma, a senior scientist at Goddard and the second author on the paper.
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