Uma seção transversal de uma espessa camada de gelo subterrâneo é exposta na encosta íngreme (ou escarpa) que aparece em azul brilhante nesta vista em cores aprimoradas da câmera High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. A vista cobre uma área de cerca de 500 metros de largura. A Figura 1 inclui uma barra de escala de 100 metros (109 jardas). O norte está em direção ao topo. O terço superior da imagem mostra um terreno plano que é cerca de 140 jardas (130 metros) mais elevado do que o terreno no terço inferior. Entre, a escarpa desce abruptamente, expondo cerca de 260 pés verticais (80 metros verticais) de gelo de água. A cor é exagerada para tornar as diferenças nos materiais da superfície mais fáceis de ver. A presença de gelo de água exposto neste local foi confirmada por observação com o mesmo orbitador Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM). Crédito:NASA / JPL-Caltech / UA / USGS
Pesquisadores usando o Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA encontraram oito locais onde depósitos espessos de gelo sob a superfície de Marte estão expostos em encostas em erosão.
Estas oito escarpas, com declives de até 55 graus, revelam novas informações sobre a estrutura em camadas internas de mantos de gelo subterrâneos previamente detectados nas latitudes médias de Marte.
O gelo provavelmente foi depositado como neve há muito tempo. Os depósitos são expostos em seção transversal como gelo de água relativamente puro, coberto por uma camada de um a dois metros (ou metros) de espessura de rocha cimentada com gelo e poeira. Eles contêm pistas sobre a história climática de Marte. Eles também podem tornar a água congelada mais acessível do que se pensava para futuras missões de exploração robótica ou humana.
Os pesquisadores que localizaram e estudaram os locais das escarpas com a câmera High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) no MRO relataram as descobertas hoje no jornal Ciência . Os locais estão nos hemisférios norte e sul de Marte, em latitudes de cerca de 55 a 58 graus, equivalente na Terra à Escócia ou à ponta da América do Sul.
"Há gelo superficial raso sob cerca de um terço da superfície marciana, que registra a história recente de Marte, "disse o principal autor do estudo, Colin Dundas, do Centro de Ciências Astrogeológicas do U.S. Geological Survey em Flagstaff, Arizona. "O que vimos aqui são cortes transversais através do gelo que nos dão uma visão 3-D com mais detalhes do que nunca."
Janelas para o gelo subterrâneo
As escarpas expõem diretamente vislumbres brilhantes no vasto gelo subterrâneo previamente detectado com espectrômetros no orbitador Mars Odyssey (MRO) da NASA, com instrumentos de radar de penetração no solo no MRO e no orbital Mars Express da Agência Espacial Europeia, e com observações de crateras de impacto recentes que descobrem gelo subterrâneo. A NASA enviou a sonda Phoenix a Marte em resposta às descobertas do Odyssey; Em 2008, a missão Phoenix confirmou e analisou o gelo de água enterrado a 68 graus de latitude norte, cerca de um terço do caminho até o pólo, partindo do extremo norte dos oito locais de escarpas.
Neste poço em forma de cunha em Marte, a encosta íngreme (ou escarpa) na borda norte (em direção ao topo da imagem) expõe uma seção transversal de uma camada espessa de gelo de água subterrânea. A imagem é da câmera High Resolution Imaging Stereo Experiment (HiRISE) da Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. As partes da escala de cinza à esquerda e à direita são de uma única faixa de onda na parte da luz vermelha do espectro visível. A seção intermediária, em cores aprimoradas, combina os dados do vermelho, bandas de onda infravermelho próximo e verde-azulado. A cena cobre uma área de cerca de três milhas (cinco quilômetros) de largura. A Figura 1 inclui uma barra de escala de um quilômetro. Um quilômetro equivale a cerca de seis décimos de milha. A escarpa de exposição ao gelo na borda norte do poço tem uma inclinação de cerca de 45 a 55 graus, mergulhando do solo relativamente nivelado fora do poço. Crédito:NASA / JPL-Caltech / UA / USGS
A descoberta relatada hoje nos dá janelas surpreendentes onde podemos ver diretamente essas espessas camadas subterrâneas de gelo, "disse Shane Byrne, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, Tucson, um co-autor do relatório de hoje. "É como ter um desses formigueiros onde você pode ver através do vidro na lateral para aprender sobre o que geralmente está escondido sob o solo."
Os cientistas não determinaram como essas escarpas em particular se formam inicialmente. Contudo, uma vez que o gelo enterrado fica exposto à atmosfera de Marte, uma escarpa provavelmente fica mais larga e alta à medida que "recua, "devido à sublimação do gelo diretamente da forma sólida em vapor de água. Em alguns deles, o depósito exposto de gelo de água tem mais de 100 metros, ou metro, Grosso. O exame de algumas das escarpas com o Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) da MRO confirmou que o material brilhante é água congelada. Uma verificação da temperatura da superfície usando a câmera do Odyssey's Thermal Emission Imaging System (THEMIS) ajudou os pesquisadores a determinar que eles não estão vendo apenas uma fina camada de gelo cobrindo o solo.
Os pesquisadores usaram anteriormente o radar raso do MRO (SHARAD) para mapear extensos lençóis de gelo subterrâneo em latitudes médias de Marte e estimar que o topo do gelo está a menos de 10 metros abaixo da superfície do solo. Quanto menos? O método do radar não tinha resolução suficiente para dizer. Os novos estudos de escarpas de gelo confirmam indicações de observações de crateras frescas e espectrômetros de nêutrons de que uma camada rica em gelo de água começa a apenas um ou dois metros da superfície em algumas áreas.
Acesso de astronautas à água marciana
O novo estudo não sugere apenas que o gelo da água subterrânea encontra-se sob uma fina cobertura sobre grandes áreas, também identifica oito locais onde o gelo é diretamente acessível, em latitudes com condições menos hostis do que nas calotas polares de Marte. "Os astronautas podem basicamente ir até lá com um balde e uma pá e obter toda a água de que precisam, "Byrne disse.
O gelo exposto tem valor científico além de seu valor potencial de recurso porque preserva evidências sobre padrões de longo prazo no clima de Marte. A inclinação do eixo de rotação de Marte varia muito mais do que a da Terra, ao longo de ritmos de milhões de anos. Hoje, as inclinações dos dois planetas são quase as mesmas. Quando Marte se inclina mais, as condições climáticas podem favorecer o acúmulo de gelo de latitude média. Dundas e co-autores dizem que faixas e variações de cor aparentes em algumas das escarpas sugerem camadas "possivelmente depositadas com mudanças na proporção de gelo e poeira sob condições climáticas variáveis".
Esta pesquisa se beneficiou do uso coordenado de vários instrumentos em orbitadores de Marte, além da longevidade em Marte agora superior a 11 anos para MRO e 16 anos para Odyssey. As observações orbitais continuarão, mas futuras missões à superfície podem buscar informações adicionais.
"Se você tivesse uma missão em um desses locais, amostrando as camadas descendo a escarpa, você pode obter uma história detalhada do clima de Marte, "sugeriu o vice-cientista do projeto MRO, Leslie Tamppari, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Pasadena, Califórnia. "É parte de toda a história do que acontece com a água em Marte ao longo do tempo:para onde ela vai? Quando o gelo se acumula? Quando ele recua?"
