Já houve água em Marte e o Hubble explica como ela sumiu

Dados do telescópio espacial Hubble e da missão MAVEN, da NASA, parecem ter finalmente resolvido o mistério do desaparecimento da água em Marte. Os novos dados indicam que as mudanças sazonais no Planeta Vermelho têm papel significativo no ritmo em que este mundo rochoso perde sua água para o espaço.

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Para entender, vale lembrar que Marte foi um planeta quente e úmido há três bilhões de anos, quando ainda tinha grandes massas de água cobrindo sua superfície. Hoje, nosso vizinho é um planeta frio e seco. Então, o que aconteceu com a água?

É o que os cientistas tentam descobrir há décadas. Para John Clarke, pesquisador da Universidade de Boston, há duas possibilidades: “ela pode ter congelado no solo, ou as moléculas de água se quebraram em átomos, e os átomos podem escapar do topo da atmosfera ao espaço”, sugeriu.

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Para entender a quantidade de água que existiu no planeta e o que aconteceu com ela, é preciso primeiro desvendar como ocorre a fuga dos átomos para o espaço. Então, Clarke e seus colegas combinaram dados do Hubble e da MAVEN para medir a quantidade e taxa de escape dos átomos de hidrogênio indo ao espaço.

A água em Marte pode ter escapado para o espaço (Imagem: Reprodução/NASA/Goddard)

A luz do Sol quebra as moléculas de água na atmosfera marciana em átomos de hidrogênio e oxigênio — no estudo, eles trabalharam com o hidrogênio e deutério, um átomo de hidrogênio com um nêutron em seu núcleo. Este nêutron torna o deutério duas vezes mais massivo que o hidrogênio, fazendo com que escape bem mais devagar que o hidrogênio comum.

Com o tempo, mais hidrogênio foi perdido do que deutério, o que faz com que a proporção de deutério aumente em comparação com a do hidrogênio; portanto, medir as diferenças entre ambos permite que os cientistas investiguem como ocorreu o escape da água quando ela ainda ocorria em Marte.

Como Marte perdeu a água

Apesar de muitos dos dados usados terem vindo da missão MAVEN, os instrumentos dela não conseguem detectar as emissões do deutério durante o ano marciano inteiro — diferentemente da Terra, Marte se afasta mais do Sol durante o inverno em sua órbita, fazendo com que as emissões de deutério fiquem mais fracas. E é aqui que entrou o telescópio Hubble, cujos dados preencheram as lacunas dos ciclos anuais marcianos.

Marte observado em ultravioleta pelo Hubble no afélio (superior) e no periélio (inferior); perceba que a atmosfera fica mais brilhante e extensa quando o planeta está mais perto do Sol (Imagem: Reprodução/NASA, ESA, STScI, J. T. Clarke (Boston University)

Foi assim que eles descobriram que as taxas de escape do hidrogênio e do deutério aumentam de forma significativa quando Marte está mais perto do Sol (periélio), o que coincide com o aumento de vapor na atmosfera média, causada pelo aquecimento sazonal. Na prática, a taxa de escape do deutério e hidrogênio é de 10 a 100 vezes maior (respectivamente) no periélio que no afélio.

Isso é importante porque, antes, os cientistas consideram que os átomos se espalhavam lentamente rumo ao topo da atmosfera, onde finalmente podiam escapar. Agora, eles sabem que as condições atmosféricas podem mudar rapidamente: quando Marte está mais perto do Sol, as moléculas de água (que são a origem do hidrogênio e deutério) sobem rapidamente, liberando os átomos a altas altitudes.

A equipe percebeu também que as mudanças nos átomos são tão rápidas que seria necessário algum mecanismo para o escape atômico finalmente acontecer. Devido à temperatura, a atmosfera superior de Marte permite que apenas uma pequena parte dos átomos alcance velocidade suficiente para escapar da gravidade. Por outro lado, átomos mais rápidos podem ser produzidos; basta um “empurrãozinho” de alguns eventos, como colisões dos prótons do vento solar.

Estudar o que aconteceu com a água em Marte é fundamental para os cientistas entenderem melhor os planetas no Sistema Solar e até para a compreensão da evolução de mundos do tamanho da Terra. Assim, Marte, Vênus e a própria Terra podem ajudar na compreensão de mundos distantes.

As descobertas foram publicadas na revista Science Advances.