A atmosfera em Marte pode ter se formado de uma forma que contradiz as teorias atuais, dizem pesquisadores da Universidade da Califórnia, Davis, EUA. A equipe chegou a essa conclusão graças a uma nova análise do meteorito Chassigny, que caiu na Terra no nordeste da França em 1815 e acredita-se que represente o interior marciano.
As teorias atuais da formação planetária sugerem que planetas rochosos como a Terra e Marte adquiriram elementos químicos voláteis como hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio e gases nobres como o criptônio da nebulosa que cerca sua estrela-mãe durante os estágios iniciais de sua formação.
Inicialmente, esses elementos se dissolveram (tecnicamente, eles “engassaram”) no manto dos planetas, que naquele momento existia como um oceano de rocha derretida, ou magma, na superfície. Mais tarde, quando o oceano de magma cristalizou, o oceano “desgaseificou” esses voláteis derivados da nebulosa solar de volta à atmosfera, onde gradualmente se dissiparam no espaço. Finalmente, em um estágio ainda posterior, meteoritos chamados condritos forneceram materiais voláteis adicionais ao colidir com os planetas jovens.
“É esperado, portanto, que o interior dos planetas seja composto principalmente por voláteis solares, ou uma mistura de voláteis solares e condritos. Os voláteis na atmosfera, por outro lado, viriam principalmente de meteoritos”, explica o líder da equipe de estudo Sandrine Perón.
Interior marciano contém criptônio condrito
Essa previsão, no entanto, não é consistente com as descobertas da equipe, que são baseadas em medições de isótopos de criptônio em amostras do meteorito Chassigny. Como a proporção de isótopos de criptônio no criptônio de origem da nebulosa solar e no criptônio de origem condrita é diferente, a análise das proporções de isótopos permitiu aos pesquisadores determinar como Chassigny – e, por extensão, o interior de Marte – obteve seu criptônio.
“Nosso estudo mostra que o interior marciano contém criptônio condrito, que contrasta com a composição atmosférica [semelhante ao criptônio solar]”, conta Péron. Física Mundo. “Portanto, o cenário atual não se sustenta mais.”
Medições precisas de isótopos
Antes que pudessem realizar suas medições, os pesquisadores primeiro tiveram que eliminar uma terceira fonte de criptônio. Chassigny passou 11 milhões de anos viajando pelo espaço antes de cair na Terra – bastante tempo, diz Péron. Durante esse tempo, foi exposto à radiação cósmica, que pode gerar criptônio e outros gases nobres de outros elementos por meio de reações de espalação.
Para remover o chamado criptônio “cosmogênico” de sua amostra, os pesquisadores aqueceram o meteorito em estágios de cerca de 200 a 1500 °C. Essa técnica de aquecimento escalonado funciona porque o criptônio cosmogênico e marciano é liberado em temperaturas diferentes.
Outra parte importante do procedimento analítico foi separar o criptônio dos demais gases nobres presentes no meteorito. Os pesquisadores fizeram isso analisando os gases nobres um após o outro usando espectrometria de massa. “Como queremos evitar problemas de interferência, precisamos de uma fase de criptônio quase pura (sem argônio e xenônio) no espectrômetro de massa”, explica Péron. “Para conseguir uma separação limpa de criptônio de argônio e xenônio, desenvolvemos um novo protocolo de separação na UC Davis envolvendo uma nova armadilha criogênica.”
Este protocolo, combinado com o aquecimento escalonado, permitiu à equipe obter medições isotópicas de criptônio precisas do meteorito Chassigny, diz Péron.
Meteoritos entregaram elementos voláteis muito antes
O fato de os isótopos de criptônio em Chassigny corresponderem aos encontrados em meteoritos condritos, e não na nebulosa solar, implica que os condritos estavam entregando elementos voláteis ao bebê Marte muito antes do que se pensava, enquanto a nebulosa solar ainda estava presente. “Os voláteis solares na atmosfera não podem se originar da desgaseificação do manto como se supunha anteriormente, mas provavelmente foram capturados da nebulosa solar antes que a nebulosa se dissipasse (cerca de 10 milhões de anos após o nascimento do sistema solar) e depois que a maior parte de Marte havia se acumulado”, Péron diz. “Isso derruba o pensamento atual.
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“Um aspecto desafiador é como reter esses voláteis solares na atmosfera, já que deveriam ter sido perdidos devido à radiação emanada do Sol primitivo”, continua ela. “Um cenário possível é que Marte estava frio após a acreção e parte dos gases solares ficaram presos no subsolo ou nas calotas polares.”
Os pesquisadores esperam que seu trabalho motive mais estudos sobre como as atmosferas planetárias, e em particular a atmosfera marciana, se formam. Por sua vez, eles planejam caracterizar melhor a composição do manto marciano para determinar se é heterogêneo. “Outro aspecto é entender melhor onde se originou a atmosfera marciana e como ela evoluiu, levando em consideração as limitações do nosso estudo”, diz Péron. “Isso envolverá a determinação das condições que permitem que o criptônio e o xenônio solares sejam retidos na superfície do planeta.”
A pesquisa é detalhada em Ciência.
