O início do sistema solar era um lugar caótico, com evidências indicando que Marte provavelmente foi atingido por planetesimais, pequenos protoplanetas até 1, 200 milhas de diâmetro, no início de sua história. Os cientistas do Southwest Research Institute modelaram a mistura de materiais associados a esses impactos, revelando que o Planeta Vermelho pode ter se formado em uma escala de tempo mais longa do que se pensava anteriormente.

Uma importante questão em aberto na ciência planetária é determinar como Marte se formou e em que medida sua evolução inicial foi afetada por colisões. Esta pergunta é difícil de responder, uma vez que bilhões de anos de história têm apagado continuamente as evidências de eventos iniciais de impacto. Felizmente, parte dessa evolução é registrada em meteoritos marcianos. De aproximadamente 61, 000 meteoritos encontrados na Terra, pensa-se que apenas 200 ou mais são de origem marciana, ejetado do Planeta Vermelho por colisões mais recentes.

Esses meteoritos exibem grandes variações em elementos que amam o ferro, como tungstênio e platina, que têm uma afinidade moderada a alta para o ferro. Esses elementos tendem a migrar do manto de um planeta para seu núcleo de ferro central durante a formação. As evidências desses elementos no manto marciano, conforme amostradas por meteoritos, são importantes porque indicam que Marte foi bombardeado por planetesimais algum tempo após o término da formação do núcleo primário. O estudo de isótopos de elementos específicos produzidos localmente no manto por meio de processos de decaimento radioativo ajuda os cientistas a entender quando a formação do planeta foi concluída.

"Sabíamos que Marte recebia elementos como platina e ouro desde cedo, grandes colisões. Para investigar este processo, realizamos simulações de impacto hidrodinâmico de partículas suavizadas, "disse a Dra. Simone Marchi do SwRI, autor principal de um Avanços da Ciência artigo descrevendo esses resultados. "Com base em nosso modelo, as colisões iniciais produzem um heterogêneo, manto marciano semelhante a um bolo de mármore. Esses resultados sugerem que a visão predominante da formação de Marte pode ser influenciada pelo número limitado de meteoritos disponíveis para estudo. "

Com base na proporção de isótopos de tungstênio em meteoritos marcianos, argumentou-se que Marte cresceu rapidamente dentro de cerca de 2 a 4 milhões de anos depois que o Sistema Solar começou a se formar. Contudo, ampla, colisões precoces podem ter alterado o equilíbrio isotópico de tungstênio, que poderia suportar uma escala de tempo de formação de Marte de até 20 milhões de anos, conforme mostrado pelo novo modelo.

"Colisões por projéteis grandes o suficiente para ter seus próprios núcleos e mantos podem resultar em uma mistura heterogênea desses materiais no manto marciano primitivo, "disse o co-autor Dr. Robin Canup, vice-presidente assistente da Divisão de Ciência e Engenharia Espacial do SwRI. "Isso pode levar a interpretações diferentes sobre o momento da formação de Marte do que aquelas que assumem que todos os projéteis são pequenos e homogêneos."

Os meteoritos marcianos que pousaram na Terra provavelmente se originaram de apenas algumas localidades ao redor do planeta. A nova pesquisa mostra que o manto marciano poderia ter recebido adições variadas de materiais de projéteis, levando a concentrações variáveis ​​de elementos que amam o ferro. A próxima geração de missões a Marte, incluindo planos para devolver amostras à Terra, fornecerá novas informações para melhor compreender a variabilidade dos elementos que amam o ferro nas rochas marcianas e a evolução inicial do Planeta Vermelho.

"Para entender completamente Marte, precisamos entender o papel que as primeiras e mais enérgicas colisões desempenharam em sua evolução e composição, "Marchi concluiu.

O papel, "Um manto marciano composicionalmente heterogêneo devido à acreção tardia, "será publicado na Science Advances em 12 de fevereiro, 2020.