Poeira marciana pode ajudar a explicar perda de água, e outras lições aprendidas graças a tempestade global

Esta animação alterna entre duas versões de um "selfie" obtido no dia 11 de maio de 2016, pelo rover Curiosity da NASA, num local de recolha de amostras chamado "Okoruso". Numa versão, as câmaras no topo mastro do rover olham para a câmara acoplado ao braço robótico que captura o retrato. Na outra, olham na direção contrária.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

A poeira não é apenas um incômodo doméstico; também é um problema planetário, particularmente em Marte. Antes que os astronautas visitem o Planeta Vermelho, precisamos de entender o impacto que as partículas de poeira, que frequentemente ocupam a atmosfera, têm no ser humano e no seu equipamento.

A tempestade global de poeira marciana do verão de 2018 - a que diminuiu a luz solar durante semanas e colocou o famoso rover Opportunity fora de ação - forneceu uma oportunidade de aprendizagem sem precedentes. Pela primeira vez, os humanos tinham oito veículos em órbita de Marte ou percorrendo a sua superfície - o maior grupo de exploradores robóticos a assistir a uma tempestade global de poeira.

Os cientistas de todo o mundo ainda estão analisando uma grande quantidade de dados, mas os relatórios preliminares incluem informações sobre como as grandes tempestades de poeira podem ter afetado a antiga água marciana, os ventos e o clima, e como podem afetar o clima e a energia solar no futuro.

As tempestades marcianas de poeira são comuns, especialmente durante a primavera e verão no hemisfério sul. Tendem a durar alguns dias e podem cobrir regiões do planeta do tamanho dos Estados Unidos da América. Mas as que englobam o planeta são imprevisíveis, por vezes permanecendo durante meses. Porquê? "Ainda não sabemos o que impulsiona a variabilidade, mas a tempestade de 2018 dá-nos outro ponto de dados," diz Scott Guzewich, cientista atmosférico do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, que lidera a investigação da NASA sobre a tempestade de poeira.

A NASA viu uma tempestade global de poeira, pela primeira vez, em 1971, quando a Mariner 9 - a primeira sonda a orbitar outro planeta - chegou ao Planeta Vermelho e este estava coberto de poeira. Desde então, viu tempestades globais em 1977 (duas vezes), 1982, 1994, 2001, 2007 e 2018.

Aqui estão algumas coisas, observadas do espaço e a partir do solo durante a recente tempestade global, que ajudaram a resolver algumas questões em aberto e levantaram novas:

Podem as tempestades globais de poeira ter dissipado a água do planeta?

Os cientistas descobriram muitas evidências de que Marte já teve rios, lagos e até mesmo oceanos de água há milhares de milhões de anos. Os leitos de rios secos, antigas linhas costeiras e química superficial salgada, todas estas características contam como pistas. Mas porque é que desapareceu grande parte da água? E como? "A tempestade global de poeira pode dar-nos uma explicação", diz Geronimo Villanueva, especialista em água marciana do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA.

Villanueva trabalhou com colegas da ESA e da agência espacial russa, Roscosmos, para confirmar que as poderosas tempestades globais de poeira parecem elevar vapor de água da sua típica altitude de 20 quilômetros acima da superfície marciana para altitudes muito maiores, pelo menos 80 quilômetros. A sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA observou um fenômeno semelhante em 2007.

Ao empurrar água para a atmosfera superior, as tempestades globais de poeira podem interferir com o ciclo de água do planeta, impedindo com que se condense e caia de volta para a superfície. Na Terra, a água cai como chuva ou neve. O mesmo processo pode ter existido em Marte há milhares de milhões de anos.

A altitudes mais elevadas, onde a atmosfera marciana é especialmente ténue, a radiação solar pode facilmente penetrar para quebrar as moléculas de água e "soprar" os seus componentes químicos para o espaço, especulam Villanueva e colegas. "Quando trazemos água para as partes mais altas da atmosfera, fica muito mais fácil de expulsar," explica Villanueva, que passou a sua carreira a reunir a história da água em Marte.

Villanueva e colegas relataram, no dia 10 de abril e na revista Nature, que encontraram evidências do recuo do vapor de água usando a ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) em Marte, uma sonda da ESA e da Roscosmos. O orbitador mediu moléculas de água a diferentes altitudes antes e depois da tempestade de 2018. Os cientistas viram, pela primeira vez, que todos os tipos de moléculas de água (existem tipos mais leves e mais pesados) alcançaram a "região de escape" da atmosfera superior, o que foi uma importante observação de como a água pode estar a desaparecer de Marte. Agora, diz Villanueva, os cientistas terão que levar em conta essa nova informação nas suas previsões sobre a quantidade de água que fluía no passado de Marte e quanto tempo demorou para desaparecer.

As tempestades globais de poeira não parecem remodelar significativamente as dunas de areia

Para os cientistas que rastreiam o movimento das dunas de areia pela superfície, as tempestades globais de poeira forneceram evidências críticas na sua investigação dos padrões de vento no Planeta Vermelho. Apenas os ventos fortes, durante uma tempestade global de poeira, seriam capazes de mover as grandes dunas do planeta, pensavam os cientistas, dado que a atmosfera superfina de Marte faz com que o vento com velocidades de 160 km/h pareça uma mera brisa. Ainda assim, imagens de satélites e "landers", ao longo das décadas, revelaram que a areia marciana move-se a toda a hora, o que implica que não precisa de fortes rajadas para o fazer. Isto foi uma surpresa para os investigadores.

Agora que os cientistas finalmente conseguiram assistir a uma tempestade global de poeira a partir do chão, através dos olhos do rover Curiosity da NASA, notaram outra característica surpreendente do vento marciano: rajadas fortes não parecem mover a areia mais do que o normal. "Isto contribuiu para o mistério geral de como o vento se comporta em Marte," afirma Mariah Baker, estudante de doutoramento da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland, EUA, que ajuda a acompanhar as mudanças nas ondulações da areia marciana.

A análise contínua de todo o globo marciano revelará se a Cratera Gale, onde o Curiosity se encontra, era única. Afinal de contas, o coração da tempestade situava-se por cima do rover Opportunity, que estava a vaguear do outro lado do planeta. Além disso, o vento pode comportar-se de maneira diferente dentro da Cratera Gale, realçam os cientistas. "Será que estávamos protegidos?" acrescenta Guzewich. "É possível."

Se se vier a confirmar que as dunas de areia não mudaram muito em Marte durante a tempestade, poderá haver uma boa razão, diz Baker: "Os ventos que sopram na atmosfera podem não ser os mesmos que os ventos à superfície." Alguns cientistas pensam que quando a poeira é levantada para a atmosfera durante uma tempestade global, impedindo a luz solar de atingir a superfície, ela desliga o processo de produção de vento próximo do solo que, sob condições normais, é induzido por flutuações de temperatura entre o ar e a superfície.

Seja qual for a razão, entender o comportamento das dunas de areia de hoje pode ajudar-nos a revelar o clima antigo de Marte, salienta Baker: "podemos estudar os arenitos moldados pelo vento, à superfície, e observar as dunas que se movem agora e dizer, 'OK, o que é que isto nos diz sobre as condições que aqui estavam há milhares de milhões de anos atrás, quando estas dunas se moviam e que agora estão cimentadas no registo rochoso?"

As tempestades de poeira eliminam os diabos marcianos

Os diabos marcianos, colunas giratórias de ar e poeira, são comuns em Marte. Formam-se quando o ar quente da superfície sobe, criando uma corrente de ar que forma um redemoinho. Estes diabos são úteis para limpar a poeira dos painéis dos módulos alimentados a energia solar, como o InSight, quando passam por eles. Assim, é importante entender com que frequência ocorrem.

O rover Curiosity é alimentado por uma bateria nuclear, que permite recolher dados enquanto o Opportunity hibernava, com o mínimo de luz solar atingindo os seus painéis. Através do Curiosity, aprendemos que os diabos marcianos desaparecem durante uma tempestade de poeira, exatamente quando mais precisamos deles, e também durante meses. Isto ocorre devido a uma interrupção no mesmo processo de criação de vento que pode afetar o movimento das dunas de areia.

Guzewich diz que entender o impacto de uma tempestade global de poeira, nos diabos marcianos, é importante para o planeamento de como alimentar equipamento durante as futuras missões marcianas: "Precisamos de estar preparados para passar algum tempo sem que o próximo diabo marciano apareça e nos limpe."


Imagens que mostram o avanço da tempestade global de poeira, obtidas pelo câmara acoplada ao mastro do Curiosity entre os sol 2075 e sol 2170 em Marte, que correspondem aos dias 8 de junho e 13 de setembro de 2018, cá na Terra.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidade de York


A superfície de Marte está coberta por dunas de areia constantemente em movimento, sopradas pelos ventos do planeta. Isto cria uma paisagem desértica em contínua evolução com dunas diversas e impressionantes. Por todo o globo podem ser encontrados montes soltos de areia, que variam desde poucos metros até maiores que os maiores arranha-céus da Terra. As imagens capturadas pela câmara HiRISE a bordo da MRO da NASA permitem que os cientistas estudem as dunas de Marte em detalhes sem precedentes. As imagens, coloridas e melhoradas, obtidas a partir de órbita, revelam características da sua forma, composição e movimentos ao longo do tempo, fornecendo pistas sobre a atmosfera dinâmica do planeta e do seu clima atual.
Crédito: NASA/JPL/Universidade do Arizona





FONTE: ASTRONOMIA ONLINE