O planeta Marte hospedou água líquida em seu passado, é atestado. De acordo com um estudo recente publicado na revista Pnas, uma nova descoberta sugere a presença de água suficiente para um oceano há 3 bilhões de anos. A questão de onde esta água foi permanece sem resposta.
Embora agora seja aceito que o passado distante de Marte incluía água líquida, a presença de um oceano tão recente quanto 3 bilhões de anos parecia impossível. No entanto, acabamos de publicar um estudo na revista científica Pnas que mostra o contrário, ao possibilitar simular o sistema climático marciano da época. Ao mesmo tempo na Terra, a vida se desenvolveu para conquistar um grande número de ecossistemas.
O clima provavelmente era frio nos continentes equatoriais, mas o oceano polar pode ter permanecido líquido, como mostram várias pistas geológicas. Nesse cenário, nosso planeta irmão também poderia ter sido amplamente propício ao desenvolvimento da Vida antes de se tornar o Planeta Vermelho. Um oceano estável forneceria a água líquida necessária para a vida em grandes escalas de tempo como solvente químico, mas também para proteger contra a radiação estelar. Estas condições parecem necessárias, mas certamente não suficientes e o aparecimento da Vida é uma questão em aberto da Ciência do século XXI. Deve ser lembrado que até hoje nenhum vestígio de Vida foi descoberto em outro lugar que não na Terra, seja em Marte ou em qualquer lugar do Universo.
A presença de água líquida em Marte há 3,5-4 bilhões de anos (na era geológica chamada Noachian) é atestada pela presença de vales ramificados. Esses vales são formados por água líquida, mais comumente na forma de chuva ou neve derretida. O fluxo da água produz pequenos rios com um perfil de erosão em forma de V que se fundem para se tornarem rios maiores e assim por diante: a paisagem final é uma rede de vales ramificados, às vezes desaguando em lagos.
Os vales glaciais, por outro lado, são de formas diferentes devido à erosão glacial maciça, em forma de U e menos ramificada. Por que Marte foi capaz de acompanhar esses processos tão longe no tempo quando é impossível na Terra? Na Terra, temos placas tectônicas, que uniram todos os continentes há 200 milhões de anos em um supercontinente: Pangea. Portanto, na Terra, é impossível encontrar paisagens mais antigas. Em Marte, as placas tectônicas não existem e as paisagens permanecem fixas, acumulando gradualmente as cicatrizes do tempo.
Um oceano no hemisfério norte de Marte
A presença no hemisfério norte de um oceano polar é controversa, mas várias equipes identificaram uma linha costeira antiga consistente. Recentemente, uma nova descoberta foi feita: a identificação de depósitos de megatsunami, indicando indiretamente a presença de um oceano, e até mesmo a identificação da cratera de impacto na origem desse depósito. A cratera Lomonosov tem uma forma particular que indicaria sua formação em um oceano. A idade estimada é de 3 bilhões de anos no final da era geológica chamada Hesperiana.
Como estimar a idade de uma superfície planetária? Os astrogeólogos usam o método de contagem de crateras baseado em um princípio muito simples: as crateras se acumulam ao longo do tempo. Uma superfície velha é, portanto, uma superfície mais cheia de crateras do que uma superfície jovem. Este método dá a idade relativa (mais velha/mais jovem), mas para ter uma idade absoluta, é necessário ter a correspondência entre a densidade da cratera e a idade de exposição. Este trabalho poderia ter sido feito na Lua de acordo com a datação absoluta das amostras trazidas de volta à Terra. Para Marte, o trabalho de modelagem estabeleceu a correspondência entre a densidade da cratera e a idade absoluta.
A grande controvérsia científica sobre o oceano marciano decorre do fato de que modelos climáticos anteriores não podiam simular um oceano estável neste momento: toda a água acumulada nas montanhas na forma de neve. Nosso estudo publicado na revista Pnas, realizado em colaboração entre uma equipe da Universidade de Paris-Saclay/CNRS/GEOPS e NASA/GISS acaba de construir uma simulação climática, incluindo dois novos ingredientes essenciais: circulação oceânica e geleiras. Ao adicionar esses dois processos, essas novas simulações climáticas mostram um oceano estável no Hemisfério Norte, mesmo para temperaturas médias de Marte abaixo de 0°C. O oceano, apesar de sua posição polar, não congela graças às correntes oceânicas que trazem água morna em direção aos pólos. Por outro lado, essas simulações preveem a presença de geleiras que trazem o gelo das terras altas de volta ao oceano. Essas previsões estão de acordo com as interpretações geológicas das imagens que indicam a presença desses vales glaciais.
Modelando o clima de Marte
Simular o clima de Marte há 3 bilhões de anos não é uma tarefa fácil. É necessário ter uma representação numérica do clima, baseada em princípios físico-químicos, do mesmo tipo que os usados para simular o clima terrestre, mas adaptados a Marte. Deve-se levar em conta que, por um lado, Marte está mais distante do Sol do que a Terra e, portanto, recebe menos energia, e que, por outro lado, o Sol fornece menos luz do que hoje. Sob essas condições, a iluminação solar de Marte naquela época é apenas um terço do que a Terra recebe hoje.
Para obter condições temperadas e águas superficiais líquidas, o menor fluxo solar deve ser compensado por gases de efeito estufa significativos e alta densidade atmosférica. Uma pressão atmosférica de 1 bar (como na Terra atual, mas 100 vezes mais do que atualmente em Marte) é necessária para ter água líquida, mas o CO2 (atualmente dominante em Marte) não é poderoso o suficiente para atingir o ponto de fusão. de água (0°C). Outro gás de efeito estufa potente é necessário, então a equipe científica usou uma atmosfera com 90% de CO2 e 10% de H2 em seu modelo. Este gás de efeito estufa muito poderoso pode ter sido liberado pelo intenso vulcanismo da época ou pela desgaseificação durante os impactos meteóricos.
Os resultados mostram que o clima continental deveria ter sido o seguinte: uma zona quente e úmida próxima à costa, com temperaturas médias anuais acima de 0°C e chuva. Uma zona fria e seca com temperaturas abaixo de 0°C em todos os planaltos do hemisfério sul de Marte. Nesta segunda zona, as montanhas mais altas acumularam neve que se transformou em uma geleira que flui em direção ao oceano para completar o ciclo. As previsões deste clima estão de acordo com a presença de redes de vales ramificados junto às costas e a presença de grandes vales glaciares resultantes das zonas de acumulação de neve.
Reprodução: MARS POSSÉDAIT SANS DOUTE UN OCÉAN STABLE IL Y A ENCORE 3 MILLIARDS D’ANNÉES, ASTROPHOTOMETEO53. Disponível em https://astrophotometeo53.com/2022/01/18/mars-possedait-sans-doute-un-ocean-stable-il-y-a-encore-3-milliards-dannees/?fbclid=IwAR1nBGklPavnjMvFEzWloAV3oXiTOfM_RVNGzddowbKhXLrws_O-I8VglSU
Embora agora seja aceito que o passado distante de Marte incluía água líquida, a presença de um oceano tão recente quanto 3 bilhões de anos parecia impossível. No entanto, acabamos de publicar um estudo na revista científica Pnas que mostra o contrário, ao possibilitar simular o sistema climático marciano da época. Ao mesmo tempo na Terra, a vida se desenvolveu para conquistar um grande número de ecossistemas.
O clima provavelmente era frio nos continentes equatoriais, mas o oceano polar pode ter permanecido líquido, como mostram várias pistas geológicas. Nesse cenário, nosso planeta irmão também poderia ter sido amplamente propício ao desenvolvimento da Vida antes de se tornar o Planeta Vermelho. Um oceano estável forneceria a água líquida necessária para a vida em grandes escalas de tempo como solvente químico, mas também para proteger contra a radiação estelar. Estas condições parecem necessárias, mas certamente não suficientes e o aparecimento da Vida é uma questão em aberto da Ciência do século XXI. Deve ser lembrado que até hoje nenhum vestígio de Vida foi descoberto em outro lugar que não na Terra, seja em Marte ou em qualquer lugar do Universo.
A presença de água líquida em Marte há 3,5-4 bilhões de anos (na era geológica chamada Noachian) é atestada pela presença de vales ramificados. Esses vales são formados por água líquida, mais comumente na forma de chuva ou neve derretida. O fluxo da água produz pequenos rios com um perfil de erosão em forma de V que se fundem para se tornarem rios maiores e assim por diante: a paisagem final é uma rede de vales ramificados, às vezes desaguando em lagos.
Os vales glaciais, por outro lado, são de formas diferentes devido à erosão glacial maciça, em forma de U e menos ramificada. Por que Marte foi capaz de acompanhar esses processos tão longe no tempo quando é impossível na Terra? Na Terra, temos placas tectônicas, que uniram todos os continentes há 200 milhões de anos em um supercontinente: Pangea. Portanto, na Terra, é impossível encontrar paisagens mais antigas. Em Marte, as placas tectônicas não existem e as paisagens permanecem fixas, acumulando gradualmente as cicatrizes do tempo.
Um oceano no hemisfério norte de Marte
A presença no hemisfério norte de um oceano polar é controversa, mas várias equipes identificaram uma linha costeira antiga consistente. Recentemente, uma nova descoberta foi feita: a identificação de depósitos de megatsunami, indicando indiretamente a presença de um oceano, e até mesmo a identificação da cratera de impacto na origem desse depósito. A cratera Lomonosov tem uma forma particular que indicaria sua formação em um oceano. A idade estimada é de 3 bilhões de anos no final da era geológica chamada Hesperiana.
Como estimar a idade de uma superfície planetária? Os astrogeólogos usam o método de contagem de crateras baseado em um princípio muito simples: as crateras se acumulam ao longo do tempo. Uma superfície velha é, portanto, uma superfície mais cheia de crateras do que uma superfície jovem. Este método dá a idade relativa (mais velha/mais jovem), mas para ter uma idade absoluta, é necessário ter a correspondência entre a densidade da cratera e a idade de exposição. Este trabalho poderia ter sido feito na Lua de acordo com a datação absoluta das amostras trazidas de volta à Terra. Para Marte, o trabalho de modelagem estabeleceu a correspondência entre a densidade da cratera e a idade absoluta.
A grande controvérsia científica sobre o oceano marciano decorre do fato de que modelos climáticos anteriores não podiam simular um oceano estável neste momento: toda a água acumulada nas montanhas na forma de neve. Nosso estudo publicado na revista Pnas, realizado em colaboração entre uma equipe da Universidade de Paris-Saclay/CNRS/GEOPS e NASA/GISS acaba de construir uma simulação climática, incluindo dois novos ingredientes essenciais: circulação oceânica e geleiras. Ao adicionar esses dois processos, essas novas simulações climáticas mostram um oceano estável no Hemisfério Norte, mesmo para temperaturas médias de Marte abaixo de 0°C. O oceano, apesar de sua posição polar, não congela graças às correntes oceânicas que trazem água morna em direção aos pólos. Por outro lado, essas simulações preveem a presença de geleiras que trazem o gelo das terras altas de volta ao oceano. Essas previsões estão de acordo com as interpretações geológicas das imagens que indicam a presença desses vales glaciais.
Modelando o clima de Marte
Simular o clima de Marte há 3 bilhões de anos não é uma tarefa fácil. É necessário ter uma representação numérica do clima, baseada em princípios físico-químicos, do mesmo tipo que os usados para simular o clima terrestre, mas adaptados a Marte. Deve-se levar em conta que, por um lado, Marte está mais distante do Sol do que a Terra e, portanto, recebe menos energia, e que, por outro lado, o Sol fornece menos luz do que hoje. Sob essas condições, a iluminação solar de Marte naquela época é apenas um terço do que a Terra recebe hoje.
Para obter condições temperadas e águas superficiais líquidas, o menor fluxo solar deve ser compensado por gases de efeito estufa significativos e alta densidade atmosférica. Uma pressão atmosférica de 1 bar (como na Terra atual, mas 100 vezes mais do que atualmente em Marte) é necessária para ter água líquida, mas o CO2 (atualmente dominante em Marte) não é poderoso o suficiente para atingir o ponto de fusão. de água (0°C). Outro gás de efeito estufa potente é necessário, então a equipe científica usou uma atmosfera com 90% de CO2 e 10% de H2 em seu modelo. Este gás de efeito estufa muito poderoso pode ter sido liberado pelo intenso vulcanismo da época ou pela desgaseificação durante os impactos meteóricos.
Os resultados mostram que o clima continental deveria ter sido o seguinte: uma zona quente e úmida próxima à costa, com temperaturas médias anuais acima de 0°C e chuva. Uma zona fria e seca com temperaturas abaixo de 0°C em todos os planaltos do hemisfério sul de Marte. Nesta segunda zona, as montanhas mais altas acumularam neve que se transformou em uma geleira que flui em direção ao oceano para completar o ciclo. As previsões deste clima estão de acordo com a presença de redes de vales ramificados junto às costas e a presença de grandes vales glaciares resultantes das zonas de acumulação de neve.
Reprodução: MARS POSSÉDAIT SANS DOUTE UN OCÉAN STABLE IL Y A ENCORE 3 MILLIARDS D’ANNÉES, ASTROPHOTOMETEO53. Disponível em https://astrophotometeo53.com/2022/01/18/mars-possedait-sans-doute-un-ocean-stable-il-y-a-encore-3-milliards-dannees/?fbclid=IwAR1nBGklPavnjMvFEzWloAV3oXiTOfM_RVNGzddowbKhXLrws_O-I8VglSU
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Astronomia