Marte é frequentemente referido como “Gêmeo da Terra” devido às semelhanças que os dois planetas têm. Na verdade, Marte é classificado como o segundo planeta mais habitável do Sistema Solar atrás da Terra. E ainda assim, estudos contínuos revelaram que, em algum momento, nossos dois planetas tinham ainda mais em comum. De fato, um estudo recente mostrou que, em algum momento, a Cratera Gale viveu condições semelhantes às que a Islândia vive hoje. Ou seja, há alguns bilhões de anos Marte já foi semelhante à Islândia.
Desde 2012, o Rover Curiosity vem explorando a Cratera Gale em busca de pistas sobre como eram as condições lá há cerca de 3 bilhões de anos (quando Marte era mais quente e úmido). Depois de comparar as evidências reunidas pela Curiosity com locais na Terra, uma equipe da Universidade de Rice concluiu que o terreno basáltico e as temperaturas frias da Islândia são o terreno análogo mais próximo de Marte antigo que existe.
O estudo foi conduzido pelo ex-aluno de pós-doutorado Michael Thorpe, um cientista de retorno de amostras de Marte do Johnson Space Center (JSC) da NASA. Ele foi acompanhado pelo Prof. Kirsten Siebach da Rice University (e membro das Equipes de Ciência e Operações para Mars the Perseverance and the Curiosity rovers) Prof. Joel Hurowitz um Professor Associado de Geologia na Stony Brook University e um Cientista Pesquisador no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA
Para seu estudo, a equipe examinou os dados coletados pela Curiosity desde que desembarcou na cratera de Gale em 2012, o que proporciona uma visão dos estados químicos e físicos dos depósitos sedimentares que se formaram na presença de água. Ao comparar a química destas amostras de lodo com formações semelhantes na Terra, eles foram capazes de reconstruir quais eram as condições a montante da cratera, onde ocorreu a erosão dos sedimentos.
Embora esteja bem estabelecido que a cratera já continha um lago, as condições climáticas que levaram à sua formação ainda é assunto de debate acadêmico. Enquanto alguns teorizam que Marte era quente e úmido há aproximadamente 3 bilhões de anos (e rios e lagos eram comuns), outros pensam que era frio e seco e que as geleiras e a neve eram comuns.
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Depois de examinar as evidências, Thorpe e sua equipe determinaram que a temperatura desempenhava o maior papel na formação da lama a partir dos sedimentos depositados pelos antigos riachos e desgastados pelo clima. Como Thorpe explicou em um comunicado de imprensa da Universidade de Rice:
“As rochas sedimentares na cratera de Gale, em vez disso, detalham um clima que provavelmente cai entre estes dois cenários. O clima antigo era provavelmente frígido, mas também parece ter suportado água líquida em lagos por longos períodos de tempo.
“Na Terra, o registro das rochas sedimentares faz um trabalho fantástico de amadurecimento ao longo do tempo com a ajuda de intempéries químicas. No entanto, em Marte vemos minerais muito jovens nas pedras de lama que são mais velhos que qualquer rocha sedimentar na Terra, sugerindo que o desgaste era limitado”.
Para comparação, a equipe realizou estudos diretos de formações basálticas encontradas na Islândia e em Idaho, e consultou estudos de sedimentos similares de diversos climas ao redor do mundo – da Antártica ao Havaí – onde se sabe que as condições variam consideravelmente. Em seguida, fizeram uma análise comparativa utilizando a ferramenta geológica padrão conhecida como chemical index of alteration (CIA).
Este método permite aos geólogos obter informações sobre as condições climáticas passadas a partir da meteorologia química e física de uma amostra. No final, eles determinaram que o terreno basáltico e o clima fresco da Islândia eram os melhores para o piso da Cratera Gale e do Monte Sharp. A semelhança entre as formações com mais de 3 bilhões de anos em Marte e os sedimentos encontrados nos rios e lagos da Islândia hoje em dia foi realmente surpreendente para a equipe.
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Na verdade, a semelhança só é possível porque as rochas em Marte têm experimentado tão pouco desgaste desde 3 bilhões de anos atrás (e estão, portanto, estão bem preservadas). Disse Siebach, que será um operador do Rover Perseverance depois que ele aterrissar em fevereiro:
“A Terra foi um excelente laboratório para nós neste estudo, onde pudemos usar uma variedade de locais para ver os efeitos de diferentes variáveis climáticas sobre a meteorologia, e a temperatura média anual teve o efeito mais forte para os tipos de rochas na Cratera Gale. A variedade de climas na Terra nos permitiu calibrar nosso termômetro para medir a temperatura em Marte antigo”.
“À medida que a água flui através das rochas para erodi-las e resistir ao tempo, ela dissolve os componentes químicos mais solúveis dos minerais que formam as rochas. Em Marte, vimos que apenas uma pequena fração dos elementos que dissolvem mais rapidamente havia sido perdida da lama em relação às rochas vulcânicas, mesmo que a lama tenha o menor tamanho de grão e seja geralmente a mais envelhecida”.
Estes resultados colocam limites à variação média anual da temperatura em Marte quando a cratera Gale ainda era o lar de um lago. Se tivesse sido mais quente, mais elementos solúveis em água nos depósitos sedimentares teriam sido eliminados. Isto contrasta fortemente com as condições atuais da Cratera Gale, onde a Curiosity registrou temperaturas que variaram de 90 °C a 0 °C no decorrer de um ano marciano (687 dias da Terra).
Os resultados também indicam que o clima mudou com o tempo à medida que os processos fluviais (água corrente) continuaram a depositar sedimentos na cratera – indo de condições semelhantes às da Antártida para condições mais islandesas. Enquanto este estudo se concentrou em depósitos de argila na parte mais baixa e mais antiga da cratera, outros estudos que analisaram outras áreas mostraram resultados semelhantes.
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Em resumo, todos estes estudos indicam que o clima marciano provavelmente flutuou e se tornou mais seco com o tempo. Em paralelo, diz Siebach, a mudança climática (especialmente na Islândia), pode mudar onde se encontram os melhores lugares na Terra para estudar as condições passadas e presentes em Marte:
“Este estudo estabelece uma maneira de interpretar essa tendência de forma mais quantitativa, em comparação com os climas e ambientes que conhecemos bem na Terra hoje. Técnicas similares poderiam ser usadas pela Perseverance para entender o clima antigo ao redor de seu local de desembarque na cratera de Jezero”.
O estudo foi publicado no JGR Planets.
