Os cientistas sabem há muito tempo que a água era abundante no antigo Marte, mas não houve consenso sobre se a água líquida era comum, ou se estava em grande parte congelado no gelo.

A temperatura estava alta o suficiente para permitir o fluxo da água? Isso aconteceu por um longo período, ou apenas ocasionalmente? A superfície era um deserto ou congelada? As condições quentes tornam muito mais provável que a vida se tenha desenvolvido de forma independente na superfície do antigo Marte. Agora, uma nova comparação de padrões de deposição mineral no planeta vermelho com depósitos semelhantes na Terra dá peso à ideia de que o início de Marte teve um ou mais longos períodos dominados por tempestades e água corrente, com a água depois congelando.

Apresentando as descobertas hoje na Conferência de Geoquímica Goldschmidt em Barcelona, O professor Briony Horgan (Purdue University) disse:"Sabemos que houve períodos em que a superfície de Marte estava congelada; sabemos que houve períodos em que a água fluía livremente. Mas não sabemos exatamente quando esses períodos foram, e quanto tempo eles duraram. Nunca enviamos missões não tripuladas a áreas de Marte que possam nos mostrar essas rochas mais antigas, portanto, precisamos usar a ciência terrestre para entender a geoquímica do que pode ter acontecido lá.

Nosso estudo de intemperismo em condições climáticas radicalmente diferentes, como as Cascatas de Oregon, Havaí, Islândia, e outros lugares da Terra, pode nos mostrar como o clima afeta o padrão de deposição mineral, como vemos em Marte. Aqui na Terra, encontramos deposição de sílica nas geleiras, que são características do derretimento da água. Em Marte, podemos identificar depósitos de sílica semelhantes em áreas mais jovens, mas também podemos ver áreas mais antigas que são semelhantes a solos profundos de climas quentes da Terra. Isso nos leva a acreditar que em Marte, de 3 a 4 bilhões de anos atrás, tivemos uma tendência geral lenta de quente para frio, com períodos de descongelamento e congelamento.

"Se for assim, é importante na busca de uma possível vida em Marte. Sabemos que os blocos de construção da vida na Terra se desenvolveram logo após a formação da Terra, e que água corrente é essencial para o desenvolvimento da vida. Então, a evidência que tínhamos no início, água corrente em Marte, aumentará as chances de que uma vida simples possa ter se desenvolvido mais ou menos na mesma época que na Terra. Esperamos que a missão Marte 2020 seja capaz de olhar mais de perto para esses minerais, e começar a responder exatamente quais condições existiam quando Marte ainda era jovem. "

A análise da geologia da superfície de Marte apóia uma tendência de um clima quente para um frio, mas os próprios modelos climáticos não suportam isso, devido ao calor limitado que chega do jovem Sol. "Se nossas descobertas estiverem corretas, então precisamos continuar trabalhando nos modelos climáticos de Marte, possivelmente para incluir algum produto químico ou geológico, ou outro processo que pode ter aquecido o jovem planeta, "disse Horgan.

A equipe de pesquisa comparou os dados da Terra aos minerais marcianos detectados usando o espectrômetro CRISM da NASA, atualmente orbitando Marte, que pode identificar remotamente produtos químicos de superfície onde existiu água. Eles também coletaram dados do Mars Curiosity Rover. O professor Horgan é um co-investigador da missão Mars 2020, com lançamento previsto para julho de 2020 e início da exploração da cratera de Jezero em fevereiro de 2021.

Comentando, O professor Scott McLennan (Stony Brook University) disse:"O que é especialmente empolgante sobre este trabalho é que ele usou processos geológicos baseados na Terra bem compreendidos de regiões que são bons análogos para Marte. Os resultados não só fazem sentido do ponto de vista do desenvolvimento de modelos de evolução climática para Marte, mas também demonstraram um possível mecanismo para formando os componentes mais interessantes, desconcertantes e não cristalinos que foram encontrados em todas as amostras analisadas até agora pelo rover Curiosity. " (O professor McLennan não estava diretamente envolvido neste trabalho; este é um comentário independente.)

Antigas redes de vales e depósitos de lagos em Marte são evidências claras de que a água líquida já foi abundante na superfície, mas se o clima era quente e úmido ou frio e gelado é mal compreendido. Sugerimos que o registro mineralógico de Marte pode fornecer novas restrições ao paleoclima. Aqui, relatamos uma série de estudos usando amostras de terrenos analógicos de Marte na Terra para entender melhor os efeitos do clima na mineralogia do intemperismo. A meteorização nas configurações glaciais alpinas das Cascatas do Oregon é causada pelo derretimento frequente, e água e sedimentos têm baixos tempos de residência no sistema glacial. Produtos de alteração abundantes em terrenos proglaciais incluem revestimentos de sílica na rocha e silicatos pouco cristalinos em sedimentos glaciais. Os resultados preliminares de sedimentos máficos nas margens de base fria do manto de gelo da Antártica também mostram silicatos pouco cristalinos, consistente com intemperismo por derretimento transiente. Em contraste, sedimentos de zonas de base quente mostram enriquecimento em minerais de argila cristalina, que hipotetizamos formar devido a tempos de residência mais longos sob o manto de gelo.

Tendências semelhantes são observadas em solos máficos terrestres, de minerais de argila cristalinos em solos de clima quente a fases pouco cristalinas em solos de clima frio. Assinaturas de sílica foram identificadas a partir da órbita de Marte em terrenos periglaciais amazônicos, e o rover Curiosity identificou materiais pouco cristalinos ricos em sílica nos sedimentos do lago Hesperian na cratera Gale. Sugerimos que essas fases amorfas em Marte podem ter se formado em climas frios durante eventos de derretimento pontuados. Contudo, as assinaturas de alteração de Noé mais comuns são minerais de argila cristalina em estratigrafias composicionalmente zoneadas, para os quais os análogos terrestres mais próximos são perfis de intemperismo profundo, conhecidos apenas por se formarem em climas persistentes dominados pela chuva. Essas observações sugerem pelo menos um ótimo climático de longa duração na região de Noé, mas a análise in situ dos sedimentos detríticos de Noé até Marte 2020 será necessária para determinar se as condições de gelo prevaleceram de outra forma.