O destino de quase tudo na superfície da Terra é determinado por motores infernais nas profundezas. Marte não é diferente. Agora, graças a um intrépido robô estacionado na superfície marciana pela NASA em novembro de 2018, os cientistas têm um mapa dos abismos geológicos do mundo vizinho, o primeiro feito de outro planeta.
A sonda InSight da NASA está ouvindo marsquakes e rastreando suas ondas sísmicas enquanto viajam pelo planeta. Um trio de papéis publicado quinta-feira na revista Science, usando dados que o InSight coletou, revela que o planeta vermelho é algo como um doce colossal imaginado por uma divindade faminta. Seu crosta é dividido em duas ou três camadas de chocolate vulcânico. O manto abaixo tem um recheio semelhante a toffee de tamanho surpreendente e rígido. E do planeta essencial é surpreendentemente leve – menos centro nougaty, coração mais meloso.
Emparelhadas com atividades recentes na superfície da nova NASA e robôs robóticos chineses, essas missões destacam as diferenças marcantes entre o nosso mundo azul e o vermelho ao lado.
Esta pesquisa do interior marciano demorou muito para chegar. O manto sólido-mas-mole da Terra era avistado pela primeira vez em 1889, quando as ondas sísmicas de um terremoto no Japão entraram e saíram da camada antes de emergir na Alemanha. O núcleo externo líquido da Terra foi descoberto em 1914, e o núcleo interno sólido foi revelado em 1936. Medições semelhantes da lua foram feitas quando os astronautas da Apollo deixaram sismômetros em sua superfície.
Agora, as mesmas medidas básicas e fundamentais foram feitas em Marte. Este trabalho, realizado com um dos sismômetros tecnologicamente mais avançados já construídos, representa “um grande salto na sismologia planetária”, disse Paula Koelemeijer, um sismólogo da Royal Holloway, University of London, que não esteve envolvido na pesquisa, mas foi co-autor um artigo de perspectiva na Science.
Missões anteriores a Marte forneceram estimativas aproximadas das dimensões e propriedades de suas entranhas. Mas os levantamentos sismológicos do InSight fornecem precisão. Os modelos usados para simular a evolução de Marte agora podem ser construídos sobre os fundamentos dessas verdades fundamentais.
As revelações da missão InSight também serão úteis para estudar outros mundos, fornecendo aos cientistas um exemplo que difere da Terra.
“Se você é médico e só pratica em um paciente, não será um médico muito bom”, disse Mark Panning, um sismólogo planetário no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, e um co-autor em todos os três artigos.
Marte é mais um primo de nosso planeta do que um irmão. Seis vezes menos volumoso, é estranhamente pequeno – e as evidências geoquímicas sugerem que “é uma relíquia muito antiga do início do sistema solar”, disse Christine Houser, um sismólogo do Earth-Life Science Institute, em Tóquio, que não estava envolvido na pesquisa.
Por que o diminuto Marte é tão fisicamente diferente da Terra e de Vênus, um planeta considerado o gêmeo geológico da Terra? O exame forense do InSight aumenta as chances dos cientistas de encontrar uma resposta – e, no processo, entender melhor o lugar do nosso planeta no sistema solar.
Nos últimos dois anos, a sonda InSight estudou o magnetismo do planeta vermelho, sua oscilação enquanto orbita o Sol e as ondas sísmicas criadas por seus marsquakes.
A maioria dos marsquakes ocorre em profundidades rasas. Mas um punhado emana de locais mais profundos, ricocheteando pelo planeta antes de chegar a InSight. As ondas sísmicas mudam de velocidade e direção conforme atravessam diferentes materiais, então os cientistas podem usar esses terremotos profundos para ver o que está acontecendo dentro de Marte.
Não foi fácil. Trabalhar com um sismômetro solitário significa que os cientistas têm uma visão decente de apenas uma região de Marte, em vez de todo o planeta. E, para construir uma imagem detalhada da subsuperfície, muitos terremotos poderosos que passam por grande parte das profundezas do planeta seriam ideais. Infelizmente, os terremotos aparentemente raros de Marte nunca são mais potentes do que uma magnitude 4,0.
“Tínhamos apenas que seguir em frente e ver o que poderíamos fazer com esses dados”, disse Brigitte Knapmeyer-Endrun, um sismólogo planetário da Universidade de Colônia e autor principal do artigo sobre a crosta marciana. Apesar dos desafios, a equipe conseguiu fazer uma radiografia detalhada das tripas de Marte.
Os cientistas confirmaram que a crosta é mais espessa nas terras altas do sul e mais fina nas terras baixas do norte, onde oceanos efêmeros podem ter se acumulado há muito tempo. Em média, a crosta planetária tem entre 15 e 45 milhas de espessura. Ele também é dividido em uma camada superior feita principalmente de rocha vulcânica quebrada por meteoritos, uma camada intermediária de rocha vulcânica mais coerente e, talvez, uma camada inferior cujas propriedades não podem ser percebidas por enquanto.
Como o da Terra, o manto de Marte é muito mais espesso que sua crosta. Mas a parte rígida do manto superior, que na Terra forma a base das placas tectônicas em constante mutação, é talvez duas vezes mais espessa em Marte, talvez mais.
Esta “pode ser a explicação simples de porque não vemos placas tectônicas em Marte”, disse Amir Khan |, um geofísico da ETH Zürich na Suíça e co-autor nos três estudos. Tal rigidez pode ter impedido a fragmentação das camadas superiores de Marte em placas tectônicas individuais, roubando-o do escultor que deu à Terra tantas montanhas, bacias oceânicas, vulcões e continentes.
O manto de Marte também nos mostra por que um planeta que já construiu vulcões tão largos como o Arizona e frequentemente expeliu fluxos de lava que poderiam ter coberto a Grã-Bretanha agora é tão geologicamente letárgico.
A principal atividade vulcânica e tectônica de um planeta é essencialmente alimentada pelo movimento do calor do santuário interno de um planeta para sua camada mais externa. As ondas sísmicas que atingem o InSight indicam que o manto de Marte está relativamente frio, impedindo uma atividade geológica significativa no topo.
A InSight também descobriu que seu manto como um todo tem cerca de metade da espessura da Terra – uma falta de isolamento que teria exacerbado a perda de calor de Marte quando ele entrou em erupção em sua juventude. (O pequeno tamanho de Marte também permitiu que muito do seu calor primordial irradiasse para o espaço.)
Este fino manto também pode explicar parcialmente por que Marte perdeu seu campo magnético protetor nos primeiros 700 milhões de anos de sua história. O campo magnético da Terra é alimentado pela circulação de correntes de ferro-níquel dentro de seu núcleo externo líquido. Presumivelmente, Marte tinha uma circulação semelhante, mas o rápido resfriamento de suas entranhas fez com que essas correntes parassem, desligando seu dínamo magnético.
Sem uma bolha magnética para proteger Marte da radiação do sol, sua atmosfera foi destruída como confete. Água que antes frequentava sua superfície – se não fosse encharcado pelas rochas abaixo – escapou para o espaço, transformando-o em um deserto gelado e irradiado.
InSight também viu o núcleo de Marte. Com um raio de 1.140 milhas, é maior do que o esperado. Também não é muito denso, o que é “um dos resultados mais intrigantes que encontramos até agora”, disse Khan.
O núcleo da Terra é bastante denso porque o planeta é muito maior que Marte, então todo esse peso comprime o núcleo. Marte, sendo minúsculo, deveria ter um núcleo ligeiramente menos comprimido. Mas a InSight descobriu que tem metade da densidade da Terra, algo que a compactação planetária não pode explicar.
Isso significa que o núcleo de Marte deve ser feito de um material diferente. Como a Terra, ele ainda contém uma preponderância de ferro e níquel, mas também apresenta uma fração considerável de elementos mais leves, como oxigênio, carbono, enxofre e hidrogênio. A química incomum do núcleo marciano é outra dica da história de formação distinta do planeta vermelho.
Apesar dos sucessos da primeira pesquisa sísmica interplanetária da humanidade, muitas perguntas ainda precisam ser respondidas. Nenhum marsquake detectado foi poderoso o suficiente para atingir o centro do planeta, então os cientistas não sabem se, como a Terra, Marte tem um núcleo interno sólido. Tudo o que pode ser dito agora é que ele tem um núcleo externo líquido – embora seja mais semelhante a uma lama, movendo-se lentamente em comparação com o da própria Terra.
Os próprios maremotos continuam confusos. Eles podem ser a chave para ver o interior do planeta, mas seu origens são fortemente debatidas. Muitos terremotos rasos, por exemplo, são mais intensos e mais frequentes durante os invernos marcianos. “Isso é estranho, porque na Terra você não tem terremotos sazonais claros”, disse Simon Stähler, um sismólogo da ETH Zürich na Suíça e co-autor nos três artigos.
A expedição científica do InSight foi estendida até dezembro de 2022, de modo que, à medida que mais marsquakes chegarem, esses quebra-cabeças poderão ser resolvidos. Mas acúmulo de poeira nos painéis solares da sonda pode matar o robô em um ano.
Quer morra mais cedo ou mais tarde, o InSight já é um veterano de Marte. Visitantes robóticos mais recentes estão apenas começando. O rover chinês Zhurong, que pousou em maio, está explorando outra região, Utopia Planitia, e tirando fotos do paraquedas que ajudou a pousar com segurança.
O rover Perseverance da NASA, que pousou em Jezero – uma cratera de 30 milhas que já abrigou um lago preenchido por um delta de rio – em fevereiro, tem se aquecido para seu ato principal: a busca por sinais de vida microbiana antiga.
Na quarta-feira, Jennifer Trosper, o gerente do projeto Perseverance, anunciou que a missão havia testado uma das funções mais importantes do rover: a capacidade de abrir um de seus tubos de amostra do tamanho de um dedo, selar e armazenar dentro do veículo espacial.
O objetivo principal do Perseverance é perfurar Jezero e obter pelo menos 20 diferentes núcleos de rocha. Essas amostras imaculadas de marcianos serão entregues à Terra em 2031, onde serão submetidas a um intenso escrutínio científico. A equipe está agora se preparando para pegar e armazenar a primeira amostra de rocha da missão em algum momento de agosto.
A perseverança está destinada a revolucionar a compreensão científica da superfície marciana. InSight forneceu acesso revelador ao submundo marciano. Os esforços de mudança de paradigma dessas missões significam que, um dia, podemos afirmar que conhecemos não um, mas dois planetas, por dentro e por fora.
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