Cientistas de Harvard determinaram os mecanismos químicos através dos quais Marte era capaz de manter calor suficiente nos seus primórdios para sustentar água e possivelmente vida.

O facto de atualmente Marte ser frio e seco mas ter tido rios e lagos há vários milhares de milhões de anos intriga os cientistas há décadas.

“Tem sido um verdadeiro mistério que houvesse água líquida em Marte, porque Marte está mais longe do Sol e, além disso, o Sol era mais fraco no início”, explicou, em comunicado, Danica Adams, investigadora de pós-doutoramento da NASA na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard e principal autora do novo artigo publicado na Nature Geoscience.

Anteriormente, existia a teoria de que o hidrogénio era o ingrediente mágico que, quando misturado com o dióxido de carbono da atmosfera marciana, desencadeava episódios de aquecimento global. Mas a vida útil do hidrogénio atmosférico é curta, pelo que foi necessária uma análise mais detalhada.

Agora, Adams, o professor Robin Wordsworth de Ciências Ambientais e Engenharia na SEAS, e a sua equipa realizaram modelação fotoquímica (semelhante aos métodos utilizados hoje em dia para rastrear poluentes atmosféricos) para preencher os detalhes da relação da atmosfera marciana primitiva com o hidrogénio e como este relacionamento mudou ao longo do tempo.

“Marte antiga é um mundo perdido, mas pode ser reconstruído em detalhe se fizermos as perguntas certas”, frisou Wordsworth.

“Este estudo sintetiza a química atmosférica e o clima pela primeira vez para fazer algumas previsões surpreendentes que podem ser testadas quando trouxermos rochas de Marte para a Terra”, acrescentou.

Adams modificou um modelo chamado CINETICA para simular como uma combinação de hidrogénio e outros gases que reagem com o solo e o ar controlavam o clima marciano primitivo.

Descobriu que durante os períodos Noachiano e Hesperian, entre há 4 e 3 mil milhões de anos, Marte passou por períodos quentes episódicos ao longo de cerca de 40 milhões de anos, com cada evento a durar 100.000 anos ou mais.

Estas estimativas são consistentes com as características geológicas de Marte atualmente. Os períodos quentes e húmidos eram causados pela hidratação da crosta, ou perda de água do solo, que fornecia hidrogénio suficiente para se acumular na atmosfera durante milhões de anos.

“Identificámos escalas de tempo para todas estas alternâncias. E descrevemos todas as peças no mesmo modelo fotoquímico”, sublinhou Adams.

O trabalho de modelação fornece novas perspetivas potenciais sobre as condições que sustentaram a química prebiótica (os fundamentos da vida posterior como a conhecemos) durante os períodos quentes, e os desafios para a persistência dessa vida durante os intervalos frios e oxidativos.

Adams e outros cientistas estão a começar a trabalhar para encontrar evidências destas alternâncias utilizando modelos químicos isotópicos e planeiam comparar estes resultados com rochas da próxima missão Mars Sample Return (MRS).

Como Marte não possui placas tectónicas, ao contrário da Terra, a superfície visível atualmente é semelhante à de antigamente, tornando a sua história dos lagos e rios muito mais intrigante, realçou ainda.

Um estudo sismológico indica que as duas enormes ‘ilhas’ existentes sob a superfície da Terra estão a uma temperatura mais elevada do que o material circundante, indicando que o manto da Terra é menos misturado do que se pensava.

Ambas as ‘ilhas’ foram descobertas no final do século passado. Os investigadores definem-nas como dois “supercontinentes” localizados entre o núcleo e o manto da Terra: um sob África e o outro sob o Oceano Pacífico, ambos a mais de 2000 quilómetros abaixo da superfície da Terra.

“Estas duas grandes ilhas estão rodeadas por uma espécie de ‘cemitério’ de placas tectónicas que foram transportadas para lá por um processo de subducção, em que uma placa submerge sob outra e se afunda da superfície da Terra até uma profundidade de quase 3.000 quilómetros”, realçou Arwen Deuss, sismóloga da Universidade de Utrecht, nos Países Baixos, e uma das autoras do estudo publicado na quarta-feira na revista Nature.

Até agora, os modelos sísmicos utilizavam apenas velocidades de onda para distinguir a composição e as características térmicas de diferentes partes da estrutura interna da Terra.

A investigação atual combinou as velocidades das ondas com uma técnica chamada “observações de atenuação” que permitiu o estudo do interior da Terra em três dimensões, algo “fundamental para compreender a evolução da composição” do manto, apontaram os autores.

A nova técnica permitiu-lhes “obter uma visão do interior do planeta, semelhante à que os médicos obtêm do corpo humano através dos raios X”.

Os resultados indicaram que, quando atingem estas ‘ilhas’ interiores do tamanho de continentes, as ondas abrandam porque a temperatura é mais elevada.

Ao estudar a composição dos minerais no manto, os investigadores descobriram também que o tamanho dos grânulos minerais nestas ‘ilhas’ gigantes é visivelmente maior do que nas placas tectónicas ‘mortas’ que as rodeiam.

“Estes grânulos minerais não crescem de um dia para o outro, o que só pode significar uma coisa: são muito maiores, mais rígidos e, por isso, mais antigos do que os cemitérios de camadas mortas circundantes. Isto indica que as ‘ilhas’ não participam no fluxo no manto terrestre”, explicou outra autora, Sujania Talavera-Soza, da mesma universidade.

“Ao contrário do que nos ensinam os livros de geografia, o manto também não pode ser bem misturado. Há menos fluxo no manto terrestre do que pensamos”, acrescentou Talavera-Soza.

O conhecimento do manto terrestre é essencial para compreender a evolução do planeta e de outros fenómenos à superfície da Terra, como os vulcões e a formação de montanhas.

Para este tipo de investigação, os sismólogos aproveitam as oscilações provocadas por fortes sismos que ocorrem a grandes profundidades, como o que ocorreu na Bolívia em 1994 — 650 quilómetros abaixo da superfície — sem causar danos ou vítimas, e a descrição matemática da força destas oscilações.