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    Como um mineral encontrado em meteoritos marcianos pode fornecer pistas sobre a antiga abundância de água

    Uma cratera de impacto em Marte, chamada Melas Dorsa, e seus arredores mostram uma rica história geológica. A imagem foi criada pelo Mars Express da Agência Espacial Europeia. Estudos sobre a transformação de uma versão sintética de um mineral conhecido como whitlockita sugerem que Marte teve um passado mais rico em água do que se pensava. Crédito:G. Neukum / ESA, DLR, FU Berlin

    Marte pode ter sido um lugar mais úmido do que se pensava, de acordo com a pesquisa realizada sobre meteoritos marcianos simulados, em parte, no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab).

    Em um estudo publicado hoje na revista Nature Communications , pesquisadores encontraram evidências de que um mineral encontrado em meteoritos marcianos - que foram considerados como prova de um antigo ambiente seco em Marte - pode ter sido originalmente um mineral contendo hidrogênio que poderia indicar uma história mais rica em água para o Planeta Vermelho.

    Cientistas da Universidade de Nevada, Las Vegas (UNLV), que liderou uma equipe internacional de pesquisa no estudo, criou uma versão sintética de um mineral contendo hidrogênio conhecido como whitlockita.

    Após experimentos de compressão de choque em amostras de whitlockita que simularam

    as condições de ejeção de meteoritos de Marte, os pesquisadores estudaram sua composição microscópica com experimentos de raios-X na Fonte de Luz Avançada do Laboratório Berkeley (ALS) e na Fonte Avançada de Fótons do Laboratório Nacional de Argonne (APS).

    Os experimentos de raios-X mostraram que a whitlockita pode ficar desidratada com esses choques, formando merrilita, um mineral que é comumente encontrado em meteoritos marcianos, mas não ocorre naturalmente na Terra.

    Cristais formados naturalmente do mineral whitlockita, o que é raro na Terra, são visíveis nesta amostra em exibição no Museu Real de Ontário do Canadá. Crédito:Wikimedia Commons

    "Isso é importante para deduzir quanta água poderia haver em Marte, e se a água era do próprio Marte em vez de cometas ou meteoritos, "disse Martin Kunz, um cientista da equipe do ALS do Berkeley Lab que participou de estudos de raios-X das amostras de Whitlockita em choque.

    "Se até mesmo uma parte da merrilita fosse whitlockita antes, muda drasticamente o orçamento de água de Marte, "disse Oliver Tschauner, um professor de pesquisa do Departamento de Geociências da UNLV que co-liderou o estudo com Christopher Adcock, professora assistente de pesquisa na UNLV.

    E porque a whitlockita pode ser dissolvida em água e contém fósforo, um elemento essencial para a vida na Terra - e o merrilito parece ser comum a muitos meteoritos marcianos - o estudo também pode ter implicações para a possibilidade de vida em Marte.

    "A questão abrangente aqui é sobre a água em Marte e sua história inicial em Marte:já houve um ambiente que possibilitou uma geração de vida em Marte?" Disse Tschauner.

    As pressões e temperaturas geradas nos experimentos de choque, embora comparáveis ​​aos de um impacto de meteorito, durou apenas cerca de 100 bilionésimos de segundo, ou cerca de um décimo a um centésimo do comprimento de um impacto de meteorito real.

    Crédito:Laboratório Nacional Lawrence Berkeley

    O fato de que os experimentos mostraram uma conversão parcial em merrilita nessas condições criadas em laboratório, um impacto de maior duração provavelmente teria produzido "conversão quase total" para merrilita, Disse Tschauner.

    Ele acrescentou que este último estudo parece ser um dos primeiros de seu tipo a detalhar os efeitos do choque na whitlockita sintética, o que é raro na Terra.

    Os pesquisadores explodiram as amostras de whitlockita sintética com placas de metal disparadas de uma arma pressurizada a gás a velocidades de até cerca de meia milha por segundo, ou cerca de 1, 678 milhas por hora, e a pressões de até cerca de 363, 000 vezes maior do que a pressão do ar em uma bola de basquete.

    "Você precisa de um impacto muito severo para acelerar o material rápido o suficiente para escapar da atração gravitacional de Marte, "Tschauner disse.

    No ALS do Berkeley Lab, pesquisadores usaram um feixe de raios-X para estudar a estrutura microscópica de amostras de whitlockita chocadas em uma técnica conhecida como difração de raios-X. A técnica permitiu aos pesquisadores diferenciar entre merrilita e whitlockita nas amostras chocadas.

    A cratera Mojave em Marte, que se acredita ser a fonte de alguns meteoritos marcianos encontrados na Terra, é retratado aqui em uma renderização produzida pela câmera HIRISE no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. Crédito:NASA JPL-Caltech, Universidade do Arizona

    Experimentos separados de raios-X realizados no APS do Argonne Lab mostraram que até 36 por cento da whitlockita foi transformada em merrilita no local do impacto da placa de metal com o mineral, e que o aquecimento gerado pelo choque, em vez da compressão, pode desempenhar o maior papel na transformação da whitlockita em merrilita.

    Também há evidências de que a água líquida flui em Marte hoje, embora ainda não haja prova científica de que a vida já existiu em Marte. Em 2013, cientistas planetários relataram que faixas escuras que aparecem nas encostas marcianas provavelmente estão relacionadas a fluxos periódicos de água resultantes de mudanças de temperatura. Eles basearam sua análise em dados do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA.

    E em novembro de 2016, Cientistas da NASA relataram que um grande corpo subterrâneo de gelo de água em uma região de Marte contém o equivalente a toda a água do Lago Superior, o maior dos Grandes Lagos. Explorações de rover também encontraram evidências da antiga abundância de água com base na análise de rochas superficiais.

    "O único elo que faltava agora é provar que (merrillite) tinha, na verdade, realmente foi whitlockita marciano antes, "Tschauner disse." Temos que voltar aos meteoritos reais e ver se havia vestígios de água. "

    Adcock e Tschauner estão buscando outra rodada de estudos usando luz infravermelha no ALS para estudar amostras reais de meteoritos marcianos, e também estão planejando estudos de raios-X dessas amostras reais este ano.

    O escuro, estreito, Nesta representação, infere-se que faixas de 100 metros de comprimento fluindo colina abaixo dentro da cratera de Hale em Marte foram formadas por água corrente nesta imagem em cores falsas que foi colocada em um modelo digital de terreno. Crédito:NASA JPL, Universidade do Arizona

    Muitos meteoritos marcianos encontrados na Terra parecem vir de um período de cerca de 150 milhões a 586 milhões de anos atrás, e a maioria é provavelmente da mesma região de Marte. Esses meteoritos são essencialmente escavados de uma profundidade de cerca de um quilômetro abaixo da superfície pelo impacto inicial que os enviou para o espaço, então eles não são representativos da geologia mais recente na superfície de Marte, Tschauner explicou.

    "A maioria deles são muito semelhantes na composição das rochas, bem como nos minerais que estão ocorrendo, e têm uma idade de impacto semelhante, "disse ele. Marte provavelmente se formou há cerca de 4,6 bilhões de anos, quase ao mesmo tempo que a Terra e o resto do nosso sistema solar.

    Mesmo com estudos mais detalhados de meteoritos marcianos juntamente com imagens térmicas de Marte tiradas de orbitadores, e amostras de rochas analisadas por rovers que atravessam a superfície do planeta, a melhor evidência da história da água de Marte seria uma rocha marciana real retirada do planeta e transportada de volta para a Terra, intacto, para estudos detalhados, pesquisadores observaram.

    "É muito importante obter uma rocha que não tenha sido 'chutada'" como os meteoritos marcianos, disse Kunz, para saber mais sobre a história da água no planeta.


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