Novos estudos de formação de argila fornecem pistas sobre o clima de Marte no início
p As antigas rochas de Noé em Marte são mapeadas em cinza claro com redes de vales coloridas em tons de azul e argilas superficiais marcadas em amarelo. Dois locais com argilas esmectitas abundantes formadas em ambientes de superfície incluem Mawrth Vallis (MV) e Nili Fossae (NF). O rover do Mars Science Laboratory (MSL) está atualmente na Cratera Gale (GC), onde argilas esmectitas também foram encontradas. Crédito:SETI Institute
p Nova pesquisa publicada em
Astronomia da Natureza busca entender como a argila da superfície foi formada em Marte, apesar de seu clima frio. p O clima no início de Marte apresentou um enigma para os cientistas planetários porque as características da superfície, como redes de vales, indicam que a água líquida abundante estava presente e os minerais de argila encontrados na maioria das rochas superficiais antigas precisam de temperaturas ainda mais quentes para se formar. enquanto os modelos atmosféricos geralmente suportam um clima frio no início de Marte. Este novo estudo liderado por Janice Bishop do SETI Institute e do Ames Research Center da NASA no Vale do Silício abordou esta questão investigando as condições necessárias para a formação das antigas argilas superficiais.
p Parte desse quebra-cabeça do clima marciano inicial se resume a como "quente" é quente. Atualmente a temperatura de Marte está abaixo de zero, mas sabemos que um dia deve ter sido quente o suficiente para que a água líquida marcasse características na superfície. Contudo, a água fria não é quente o suficiente para a formação de argilas superficiais. "Percebemos que, para restringir melhor o clima marciano inicial, precisávamos entender as condições de formação das argilas marcianas, "disse o Bispo.
p Este estudo avaliou os tipos de argilas presentes na antiguidade, rochas alteradas em Marte e as separou em 3 categorias:1) argilas ricas em Mg formadas em altas temperaturas (100-400 ° C) abaixo da superfície (por exemplo, misturas de saponita, serpentina, clorita, talco, e carbonato), 2) argilas formadas em temperaturas quentes (20-50 ° C) em lagos, riachos ou ambientes chuvosos (esmectitas dioctaédricas ricas em Fe ou ricas em Al), e 3) aluminossilicatos fracamente cristalinos, como alofano formado em temperaturas frias ( <20 ° C). Os autores usaram resultados de intemperismo no campo, experimentos de síntese de argila no laboratório, e modelagem geoquímica da formação de argila.
p Uma vista de filossilicatos em tons claros em Mawrth Vallis, Marte capturado pela Câmera Estéreo de Alta Resolução (HRSC) voada no Mars Express e fornecida pela DLR e pela Universidade Livre de Berlim. Esta imagem ilustra as características da água cortando os depósitos de argila da superfície espessa. Crédito:SETI Institute
p Os autores postulam que ambientes quentes e úmidos de curto prazo, ocorrendo esporadicamente em um Marte inicial geralmente frio, permitiu a formação das ocorrências observadas de esmectita na superfície em Marte.
p Avançar, há uma compensação entre temperatura e tempo.
p Temperaturas mais frias (15-20 ° C sazonal, diurno Tmax) exigiria períodos sustentados de alta proporção água / rocha em Marte para produzir os afloramentos de esmectita observados. Isso pode significar centenas de milhões de anos a 5 ° C da temperatura média global em Marte, o que é improvável, dados os modelos atuais da atmosfera.
p A modelagem geoquímica da formação de nontronite mostra que a formação é quase inexistente abaixo de 10 ° C e ainda muito lenta até 20 ° C. A reação ocorre significativamente mais rápido até 40 ° C e mais. Crédito:SETI Institute
p Esmectita de superfície (não tronita, montmorilonita) podem ter se formado rapidamente durante períodos de curto prazo de temperaturas quentes (25-40 ° C sazonal, diurno Tmax). Isso pode significar dezenas de milhares ou milhões de anos a uma temperatura média global de 10-15 ° C em Marte, em intervalos ao longo de centenas de milhões de anos. Essas temperaturas elevadas podem ter sido causadas por vulcanismo, mudanças de obliquidade, ou grandes impactos.
p Compreender o clima no início de Marte fornece restrições para quando a água líquida estava presente na superfície e é essencial para determinar onde em Marte procurar vida. As argilas são o mineral hidratado mais abundante em Marte; portanto, definir suas condições de formação é um grande passo para a compreensão do ambiente geoquímico em Marte.
p Este diagrama ilustra a linha do tempo da água (azul) na superfície de Marte. Marte antigo provavelmente estava frio com eventos de aquecimento transientes que permitiram a formação de argilas superficiais (verdes) em água quente (20-40 ° C). Estas argilas superficiais têm persistido em climas geralmente frios e secos desde a sua formação, mas são cortados por eventos fluviais que surgem após a formação das argilas que podem ter sido quentes o suficiente para formar água líquida, mas não quentes o suficiente para formar argilas adicionais. Crédito:SETI Institute