O rover Curiosity da NASA, atualmente operando na cratera Gale em Marte, está revelando novos aspectos da transição climática do planeta, que passou de condições possivelmente favoráveis à vida – com evidências de água líquida amplamente presente em sua superfície – para um ambiente inóspito incompatível com formas de vida terrestres.
Embora a superfície marciana esteja atualmente fria e inadequada para a vida, as missões robóticas da NASA têm buscado evidências de que o planeta pode ter sustentado vida no passado distante. Usando os instrumentos a bordo do Curiosity, os pesquisadores analisaram a composição isotópica de minerais ricos em carbono (carbonatos) presentes na cratera Gale, oferecendo novas informações sobre as mudanças climáticas que moldaram o antigo ambiente do Planeta Vermelho.
“Os valores isotópicos desses carbonatos apontam para quantidades extremas de evaporação, sugerindo que esses carbonatos provavelmente se formaram em um clima que só poderia suportar água líquida transitória”, disse David Burtt, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, e autor principal de um artigo descrevendo essa pesquisa publicado em 7 de outubro nos Anais da Academia Nacional de Ciências. “Nossos amostras não são consistentes com um ambiente antigo com vida (biosfera) na superfície de Marte, embora isso não exclua a possibilidade de uma biosfera subterrânea ou uma biosfera superficial que começou e terminou antes da formação desses carbonatos.”
Os isótopos são variantes de um elemento químico que têm diferentes massas atômicas. Durante o processo de evaporação da água, os isótopos mais leves de carbono e oxigênio tendem a escapar mais facilmente para a atmosfera, enquanto os isótopos mais pesados permanecem e se acumulam em concentrações maiores, sendo eventualmente incorporados em formações rochosas de carbonato. Esses minerais são de grande interesse científico devido à sua capacidade de atuar como registros climáticos. Os carbonatos podem preservar informações sobre os ambientes em que foram formados, como temperatura, acidez e a composição química da água e da atmosfera.
O estudo sugere dois possíveis mecanismos para a formação dos carbonatos encontrados na cratera Gale. No primeiro cenário, os carbonatos teriam se formado por meio de ciclos repetidos de umidade e seca dentro da cratera. No segundo, a formação ocorreu em condições de água altamente salina e fria, sob processos criogênicos, indicando a presença de gelo na época de sua formação.
“Esses mecanismos de formação representam dois regimes climáticos diferentes que podem apresentar diferentes cenários de habitabilidade”, disse Jennifer Stern, do NASA Goddard, coautora do artigo. “A ciclagem úmido-seca indicaria uma alternância entre ambientes mais habitáveis e menos habitáveis, enquanto as temperaturas criogênicas nas médias latitudes de Marte indicariam um ambiente menos habitável, onde a maior parte da água está aprisionada em gelo e não está disponível para a química ou biologia, e o que existe é extremamente salgado e desagradável para a vida.”
Esses cenários climáticos para o Marte antigo já haviam sido propostos com base em várias evidências, como a presença de certos minerais, modelagem climática em escala global e a identificação de formações rochosas específicas. No entanto, o presente estudo é o primeiro a fornecer evidências isotópicas diretas a partir de amostras de rochas, corroborando esses cenários climáticos.
Os valores dos isótopos pesados encontrados em carbonatos marcianos são significativamente mais altos do que os observados em minerais carbonáticos terrestres, representando os mais altos valores de isótopos de carbono e oxigênio já registrados em materiais de Marte. De acordo com a equipe de pesquisadores, ambos os cenários climáticos – ciclos de umidade e seca, e condições de frio e salinidade – são necessários para explicar a formação de carbonatos tão enriquecidos em isótopos pesados de carbono e oxigênio.
“O fato de que esses valores de isótopos de carbono e oxigênio são mais altos do que qualquer outro medido na Terra ou em Marte aponta para um processo (ou processos) sendo levados ao extremo”, disse Burtt. “Enquanto a evaporação pode causar mudanças significativas nos isótopos de oxigênio na Terra, as mudanças medidas neste estudo foram duas a três vezes maiores. Isso significa duas coisas: 1) houve um grau extremo de evaporação que fez esses valores isotópicos serem tão pesados, e 2) esses valores mais pesados foram preservados, então quaisquer processos que criariam valores isotópicos mais leves devem ter sido significativamente menores em magnitude.”
Essa descoberta foi feita usando os instrumentos Sample Analysis at Mars (SAM) e Espectrômetro a Laser Ajustável (TLS), ambos instalados no rover Curiosity. O instrumento SAM aquece amostras de rochas a temperaturas próximas de 900°C (aproximadamente 1.652°F), liberando os gases contidos nos minerais. Subsequentemente, o TLS é utilizado para analisar os gases liberados durante o aquecimento, permitindo uma caracterização detalhada de sua composição isotópica e fornecendo informações cruciais sobre as condições ambientais do passado marciano.
Esquema do Sample Analysis at Mars (SAM)
A pesquisa foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
