A origem e a natureza de Marte são misteriosas. Tem hemisférios geologicamente distintos, com planícies suaves no norte e com crateras, terreno de grande altitude no sul. O planeta vermelho também tem duas pequenas luas oblongas de formato estranho e uma composição que o diferencia da Terra.

Uma nova pesquisa do professor Stephen Mojzsis da Universidade do Colorado em Boulder descreve uma causa provável para essas características misteriosas de Marte:um impacto colossal com um grande asteróide no início da história do planeta. Este asteróide - do tamanho de Ceres, um dos maiores asteróides do Sistema Solar - colidiu com Marte, arrancou um pedaço do hemisfério norte e deixou um legado de elementos metálicos no interior do planeta. A queda também criou um anel de destroços rochosos ao redor de Marte que podem mais tarde ter se agrupado para formar suas luas, Phobos e Deimos.

O estudo apareceu online no jornal Cartas de pesquisa geofísica , uma publicação da American Geophysical Union, em junho.

"Mostramos neste artigo - da dinâmica e da geoquímica - que poderíamos explicar essas três características únicas de Marte, "disse Mojzsis, um professor no Departamento de Ciências Geológicas da CU Boulder. "Esta solução é elegante, no sentido de que resolve três problemas interessantes e notáveis ​​sobre como Marte surgiu. "

Os astrônomos há muito se perguntam sobre esses recursos. Mais de 30 anos atrás, os cientistas propuseram um grande impacto de asteróide para explicar as elevações díspares dos hemisférios norte e sul de Marte; a teoria ficou conhecida como a "hipótese de impacto único". Outros cientistas sugeriram que a erosão, placas tectônicas ou oceanos antigos poderiam ter esculpido as paisagens distintas. O suporte para a hipótese de impacto único cresceu nos últimos anos, apoiado por simulações de computador de impactos gigantes.

Mojzsis pensou que, ao estudar o inventário de elementos metálicos de Marte, ele pode ser capaz de compreender melhor seus mistérios. Ele se juntou a Ramon Brasser, astrônomo do Earth-Life Science Institute no Tokyo Institute of Technology no Japão, para cavar.

A equipe estudou amostras de meteoritos marcianos e percebeu que uma superabundância de metais raros, como a platina, ósmio e irídio - no manto do planeta exigiam uma explicação. Esses elementos são normalmente capturados nos núcleos metálicos de mundos rochosos, e sua existência sugeria que Marte havia sido bombardeado por asteróides ao longo de sua história inicial. Ao modelar como um grande objeto, como um asteróide, teria deixado para trás tais elementos, Mojzsis e Brasser exploraram a probabilidade de que um impacto colossal pudesse ser responsável por esse estoque de metais.

Os dois cientistas primeiro estimaram a quantidade desses elementos de meteoritos marcianos, e deduziu que os metais respondem por cerca de 0,8 por cento da massa de Marte. Então, eles usaram simulações de impacto com asteróides de diferentes tamanhos atingindo Marte para ver qual tamanho de asteróide acumulava os metais na taxa que esperavam no início do sistema solar.

Com base em sua análise, Os metais de Marte são mais bem explicados por uma colisão maciça de meteorito há cerca de 4,43 bilhões de anos, seguido por uma longa história de impactos menores. Em suas simulações de computador, um impacto de um asteróide pelo menos 1, Foram necessários 200 quilômetros (745 milhas) de diâmetro para depositar o suficiente dos elementos. Um impacto deste tamanho também poderia ter mudado radicalmente a crosta de Marte, criando seus hemisférios distintos.

Na verdade, Mojzsis disse, a crosta do hemisfério norte parece ser um pouco mais jovem do que as antigas terras altas do sul, que concordariam com suas descobertas.

"A parte surpreendente é como isso se encaixa em nossa compreensão da dinâmica da formação do planeta, "disse Mojzsis, referindo-se ao impacto teórico. "Um evento de impacto tão grande se encaixa perfeitamente no que entendemos daquele tempo formativo."

Seria de se esperar que tal impacto também gerasse um anel de material ao redor de Marte que mais tarde se fundiu em Fobos e Deimos; isso explica em parte porque essas luas são feitas de uma mistura de material nativo e não marciano.

No futuro, Mojzsis usará a coleção de meteoritos marcianos de CU Boulder para entender melhor a mineralogia de Marte e o que ela pode nos dizer sobre um possível impacto de um asteróide. Tal impacto deve ter criado inicialmente aglomerados irregulares de material de asteróide e rocha nativa marciana. Hora extra, os dois reservatórios de material se misturaram. Ao observar meteoritos de diferentes idades, Mojzsis pode ver se há mais evidências para esse padrão de mistura e, Portanto, potencialmente fornecer mais suporte para uma colisão primordial.

"Boas teorias fazem previsões, "disse Mojzsis, referindo-se a como a teoria do impacto pode prever como a composição de Marte. Ao estudar meteoritos de Marte e ligá-los a modelos de formação de planetas, ele espera melhorar nosso entendimento de quão massivo, os asteróides antigos mudaram radicalmente o planeta vermelho em seus primeiros dias.