A história de Marte pode conter uma verdade básica sobre a habitabilidade planetária.

Marte estava fadado à dessecação por seu pequeno tamanho, sugere um novo estudo.

Ilustração artística de um Marte com água em sua superfície semelhante à da Terra. O Planeta Vermelho era um mundo úmido no passado antigo. Crédito da imagem: NASA Earth Observatory / Joshua Stevens; NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service; NASA / JPL-Caltech / USGS; design gráfico por Sean Garcia / Washington University

Conteúdo relacionado:

• Como a NASA e a SpaceX levarão as pessoas para Marte e os trarão de volta em segurança
• China lança planos para base permanente em Marte
• Poderíamos realmente terraformar Marte?
• Pesquisadores mapearam o interior misterioso de Marte pela primeira vez
• Por que a radiação cósmica pode frustrar os planos de agricultura em Marte?
• Por que os humanos ainda não chegaram a Marte?

Graças às observações de exploradores robóticos, como os robôs Curiosity e Perseverance da NASA, os cientistas sabem que, no passado antigo, a água líquida corria pela superfície marciana: o Planeta Vermelho já hospedou lagos, rios e riachos e, possivelmente, até mesmo um enorme oceano que cobria muito de seu hemisfério norte.

Mas as águas superficiais praticamente desapareceram há cerca de 3,5 bilhões de anos, perdidas no espaço junto com grande parte da atmosfera marciana. Essa dramática mudança climática ocorreu depois que o Planeta Vermelho perdeu seu campo magnético global, que protegia o ar de Marte de ser removido por partículas carregadas do sol, acreditam os cientistas.

Mas essa causa próxima foi sustentada por um motivador mais fundamental, de acordo com o novo estudo: Marte é muito pequeno para reter as águas superficiais a longo prazo.

"O destino de Marte foi decidido desde o início", disse em um comunicado o co-autor do estudo Kun Wang, professor assistente de ciências terrestres e planetárias da Universidade de Washington em St. Louis. "É provável que haja um limite nos requisitos de tamanho dos planetas rochosos para reter água suficiente para permitir a habitabilidade e as placas tectônicas." Esse limite é maior do que Marte, acreditam os cientistas.

A equipe de estudo - liderada por Zhen Tian, um estudante de graduação no laboratório de Wang - examinou 20 meteoritos de Marte, que eles selecionaram para serem representativos da composição em massa do Planeta Vermelho. Os pesquisadores mediram a abundância de vários isótopos de potássio nessas rochas extraterrestres, que variaram em idade de 200 milhões de anos a quatro bilhões de anos. (Isótopos são versões de um elemento que contém diferentes números de nêutrons em seus núcleos atômicos.)

Tian e seus colegas usaram o potássio, conhecido pelo símbolo químico K, como um marcador para elementos e compostos mais "voláteis" - coisas como a água, que faz a transição para a fase gasosa em temperaturas relativamente baixas. Eles descobriram que Marte perdeu significativamente mais compostos voláteis durante sua formação do que a Terra, que é cerca de nove vezes mais massivo do que o Planeta Vermelho. Mas Marte segurou seus voláteis melhor do que a lua da Terra e o asteroide Vesta de 329 milhas (530 quilômetros), ambos muito menores e mais secos que o Planeta Vermelho.

"A razão para abundâncias muito menores de elementos voláteis e seus compostos em planetas diferenciados do que em meteoritos primitivos indiferenciados tem sido uma questão de longa data", disse a coautora Katharina Lodders, professora pesquisadora de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Washington. Disse ela na mesma declaração. ("Diferenciado" refere-se a um corpo cósmico cujo interior foi separado em diferentes camadas, como crosta, manto e núcleo.)

"A descoberta da correlação das composições isotópicas K com a gravidade do planeta é uma nova descoberta com importantes implicações quantitativas para quando e como os planetas diferenciados receberam e perderam seus voláteis", disse Lodders.

O novo estudo, que foi publicado online (20 de setembro) na revista Proceedings of the National Academies of Sciences, e trabalhos anteriores em conjunto sugerem que o tamanho pequeno é um golpe duplo para a habitabilidade. Os planetas anões perdem muita água durante a formação e seus campos magnéticos globais também desligam relativamente cedo, resultando no desbaste atmosférico. (Em contraste, o campo magnético global da Terra ainda está forte, alimentado por um dínamo nas profundezas do nosso planeta.)

O novo trabalho também pode ter aplicações além de nosso próprio quintal cósmico, disseram os membros da equipe.

"Este estudo enfatiza que há uma faixa de tamanho muito limitada para os planetas terem apenas o suficiente, mas não muita água para desenvolver um ambiente de superfície habitável", co-autor Klaus Mezger, do Centro para o Espaço e Habitabilidade da Universidade de Berna na Suíça, disse no mesmo comunicado. "Esses resultados irão guiar os astrônomos em sua busca por exoplanetas habitáveis em outros sistemas solares."

Essa isenção de desaprovadora do "ambiente superficial" é importante em qualquer discussão sobre habitabilidade. Os cientistas acham que Marte moderno ainda suporta aquíferos subterrâneos potencialmente sustentadores de vida, por exemplo. E luas como a Europa de Júpiter e Enceladus de Saturno hospedam oceanos enormes, possivelmente sustentadores de vida, sob suas superfícies cobertas de gelo.

Mais informações:

Potassium isotope composition of Mars reveals a mechanism of planetary volatile retention, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2101155118

Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook e no twitter. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br

Referência:

WALL, Mike. Mars was always too small to hold onto its oceans, rivers and lakes. Space, 20, set. 2021. Disponível em: <https://www.space.com/mars-too-small-ocean-rivers-lakes>. Acesso em: 21, set. 2021.

Mars habitability limited by its small size, isotope study suggests. Phys Org, 20, set. 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-09-mars-habitability-limited-small-size.html>. Acesso em: 21, set. 2021.