Por que Marte pode ser vermelho

Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Berna e pela Universidade Brown no estado americano de Rhode Island pode ter resolvido o mistério da cor avermelhada de Marte. A equipe identificou o mineral de ferro rico em água ferrihidrita como o principal culpado da poeira avermelhada característica de Marte. Esta descoberta pode não apenas explicar a cor do planeta, mas também apontar para um passado marciano mais úmido e potencialmente habitável.

Mosaico do hemisfério Valles Marineris de Marte, uma vista semelhante à que se veria a partir de uma nave espacial. O mosaico completo é composto por 102 imagens do orbitador Viking. O centro da cena mostra todo o sistema de Valles Marineris, com mais de 2000 quilómetros de comprimento e até 8 quilómetros de profundidade, estendendo-se desde Noctis Labyrinthus, o sistema arqueado a oeste, até ao terreno caótico a leste. Muitos canais fluviais antigos e enormes começam no terreno caótico a partir dos desfiladeiros do centro-norte e correm para norte. Os três vulcões Tharsis (pontos vermelhos escuros), cada um com cerca de 25 quilómetros de altura, são visíveis a oeste. A sul de Valles Marineris existe um terreno muito antigo coberto por muitas crateras de impacto. Crédito: NASA 

Marte cativou cientistas e o público por séculos. Uma das principais razões para isso é sua tonalidade avermelhada, que lhe rendeu o apelido de "Planeta Vermelho". Mas o que exatamente dá a Marte sua cor icônica? Os cientistas se perguntam isso desde que estudaram o planeta. Hoje, eles podem finalmente ter uma resposta concreta, uma que se conecta ao passado aquático de Marte. 

O novo estudo, que acaba de ser publicado na revista Nature Communications , questiona a suposição anterior de que a hematita, um mineral seco e semelhante à ferrugem, é responsável pela cor de Marte. Em vez disso, a equipe, liderada pelo primeiro autor Dr. Adomas Valantinas, identificou o mineral de ferro rico em água ferrihidrita como a principal causa da coloração avermelhada. Valantinas foi aluno de doutorado no Departamento de Pesquisa Espacial e Ciências Planetárias (WP) do Instituto de Física da Universidade de Berna até dezembro de 2022 e trabalhou lá como pesquisador de pós-doutorado até abril de 2023.

Atualmente, ele é pesquisador visitante na Brown University (EUA) graças à bolsa Postdoc.mobility da Swiss National Science Foundation (SNSF) e conduz pesquisas no laboratório do cientista planetário Prof. Dr. Jack Mustard, que também é coautor do estudo. Valantinas iniciou o trabalho no estudo atual como aluno de doutorado na Universidade de Berna. Também estão envolvidos no estudo o Prof. Dr. Nicolas Thomas e o PD Dr. Antoine Pommerol da Universidade de Berna, ambos do Departamento de Pesquisa Espacial e Planetologia (WP) do Instituto de Física.

Métodos inovadores e sinergias internacionais

O primeiro autor Valantinas diz: "A questão fundamental de por que Marte é vermelho tem sido ponderada por centenas, se não milhares, de anos." Para o estudo atual, a equipe de pesquisa combinou dados observacionais de sondas espaciais e rovers de Marte com novos métodos de laboratório. "Não somos os primeiros a considerar a ferrihidrita como a razão pela qual Marte é vermelho, mas isso nunca foi provado como agora, usando dados observacionais e novos métodos de laboratório para produzir análogos de poeira marciana no laboratório."

A equipe trabalhou com dados de várias sondas espaciais de Marte, incluindo a Mars Reconnaissance Orbiter da NASA e a Mars Express e ExoMars da Agência Espacial Europeia. A bordo da sonda ExoMars está o Color and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), um sistema de câmera desenvolvido e construído por uma equipe internacional liderada por Nicolas Thomas. "A descoberta inicial foi feita com o CaSSIS e apontou para ferrihidrita.

Pesquisas posteriores utilizando dados de resolução mais alta confirmaram a descoberta inicial do CaSSIS", explica Valantinas. Nicolas Thomas acrescenta: "O CaSSIS observa Marte desde abril de 2018 e fornece imagens coloridas de alta resolução da superfície marciana. O fato de as imagens do CaSSIS serem usadas repetidamente para estudos demonstra as impressionantes capacidades científicas do sistema de câmera Bernese."

Os dados da órbita de Marte foram combinados com medições dos rovers de Marte da NASA, como Pathfinder, Curiosity e Opportunity, e com análises laboratoriais de materiais sintéticos semelhantes aos de Marte. Antoine Pommerol explica: "Dados de satélite são inestimáveis ​​para fornecer novos insights sobre a superfície e a história de Marte, mas a verdade terrestre é frequentemente necessária para interpretação.

Isso pode vir de rovers e pousadores in situ, meteoritos marcianos ou estudos de análogos da Terra, no campo ou no laboratório. Aqui, uma combinação de caracterizações laboratoriais por diferentes equipes, incluindo as capacidades únicas de medição de refletância no Laboratório de Gelo em Berna, apoia fortemente a teoria de que a ferrihidrita é responsável pela cor avermelhada de Marte."

Mais experimentos e medições foram realizados na Universidade de Grenoble, Brown University e na Universidade de Winnipeg. Valantinas diz: "No geral, nossas análises mostram que a ferrihidrita está disseminada na poeira marciana e provavelmente também nas camadas de rocha."

Aguardando amostras de Marte

A descoberta da ferrihidrita como o principal componente da poeira marciana tem implicações de longo alcance para a compreensão da história de Marte e se alguma vez houve vida em Marte. Ao contrário da hematita, que se forma em condições quentes ou secas, a ferrihidrita se forma na presença de água fria. "Isso sugere que Marte já teve um ambiente onde a água líquida estava presente, o que é um pré-requisito essencial para a vida", diz Valantinas. 

Ele continua: "Nosso estudo revela que a formação de ferrihidrita em Marte exigiu a presença de oxigênio — seja da atmosfera ou de outras fontes — e água capaz de reagir com ferro. Essas condições eram muito diferentes do ambiente seco e frio de Marte hoje."

"O estudo é realmente uma oportunidade de abrir portas", disse o coautor Jack Mustard. "Por mais empolgantes que sejam as novas descobertas, percebemos que nossos resultados só podem ser verificados por amostras de Marte, que estão sendo coletadas atualmente pelo rover Perseverance da NASA. Quando as recebermos de volta, poderemos verificar se nossa teoria sobre ferrihidrita está correta."

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