Usando um modelo recentemente desenvolvido para compreender a evolução da atmosfera marciana, um novo estudo sugere que março nasceu úmido com uma atmosfera densa permitindo oceanos de calor a quente por milhões de anos. O modelo liga a evolução da atmosfera marciana com Formação de Marte em estado fundido até a formação dos primeiros oceanos e atmosfera.
O modelo mostra que o vapor de água no atmosfera marciana estava concentrado na baixa atmosfera, semelhante ao que acontece hoje na Terra, enquanto a alta atmosfera de Marte estava “seca” porque se condensaria como nuvens em níveis mais baixos da atmosfera. Contrariamente, o hidrogénio molecular (H2) não condensou e foi transportado para a atmosfera superior de Marte, onde foi perdido para o espaço.
Esta conclusão - que o vapor de água se condensou e foi retido no início de Marte, enquanto o hidrogénio molecular não se condensou e escapou - permite que o modelo seja ligado diretamente a medições feitas por naves espaciais, especificamente, o rover Curiosity do Mars Science Laboratory.
Kaveh Pahlevan, cientista pesquisador do Instituto SETI, disse: “Acreditamos que modelamos um capítulo negligenciado em A história mais antiga de Marte no tempo imediatamente após a formação do planeta. Para explicar os dados, a atmosfera primordial de Marte deve ter sido muito densa (mais de ~1000x mais densa que a atmosfera moderna) e composta principalmente de hidrogénio molecular (H2).”
“Esta descoberta é significativa porque o H2 é conhecido por ser um forte gás de efeito estufa em ambientes densos. Esta atmosfera densa teria produzido um forte efeito de estufa, permitindo que os oceanos de água morna a quente estabilizassem a superfície marciana durante milhões de anos até que o H2 foi gradualmente perdido para o espaço. Por esta razão, inferimos que – numa época anterior à formação da Terra – Marte nasceu molhado.”
A proporção deutério-hidrogênio (D/H) de várias rochas marcianas, incluindo meteoritos marcianos e aqueles estudados pela Curiosity, serve como a principal fonte de restrições de dados do modelo. O deutério é um isótopo pesado de hidrogênio. A maioria dos meteoritos de Marte são rochas ígneas; eles foram criados quando o interior de Marte derreteu e o magma subiu à superfície.
A proporção de deutério para hidrogênio da água dissolvida nessas rochas ígneas internas (derivadas do manto) é comparável à do oceanos na Terra, sugerindo que os dois planetas inicialmente tinham proporções D/H idênticas e que a sua água se originava da mesma fonte no início do sistema solar.
O modelo mostra ainda que se a atmosfera marciana fosse rica em H2 no momento da sua formação (e mais de ~1000x mais densa que hoje), então as águas superficiais seriam naturalmente enriquecidas em deutério por um fator de 2–3x em relação a o interior, reproduzindo as observações. O deutério prefere a partição na molécula de água em relação ao hidrogênio molecular (H2), que preferencialmente absorve o hidrogênio comum e escapa do topo da atmosfera.
Pahlevan dito, “Este é o primeiro modelo publicado que reproduz naturalmente estes dados, dando-nos alguma confiança de que o cenário evolutivo atmosférico que descrevemos corresponde aos primeiros eventos em Marte.”
Jornal de referência:
- Kaveh Pahlevan et al., Uma origem atmosférica primordial do enriquecimento hidrosférico de deutério em Marte, Letras da Terra e da Ciência Planetária (2022). DOI: 10.1016 / j.epsl.2022.117772
