As rochas em tons de azul no canto superior esquerdo da imagem estão empobrecidas em ferro porque ele foi removido durante o intemperismo no antigo Marte. Esta é uma evidência geológica de que o ferro foi perdido nas rochas em condições reduzidas. Crédito:Universidade de Hong Kong
Tanto a Terra quanto Marte atualmente têm atmosferas oxidantes, É por isso que materiais ricos em ferro na vida diária desenvolvem ferrugem (um nome comum para óxido de ferro) durante a reação de oxidação do ferro e do oxigênio. A Terra teve uma atmosfera oxidante por aproximadamente 2,5 bilhões de anos, mas antes disso, a atmosfera deste planeta estava reduzindo - não havia ferrugem.
A transição de um planeta reduzido para um planeta oxidado é conhecida como o Grande Evento de Oxidação ou GOE. Esta transição foi uma parte central da evolução do nosso planeta, e fundamentalmente ligada à evolução da vida aqui - especificamente à prevalência da fotossíntese que produzia oxigênio. Geólogos planetários em HKU descobriram que Marte passou por um grande evento de oxigenação próprio - bilhões de anos atrás, o planeta vermelho não era tão vermelho.
A descoberta foi publicada recentemente em Astronomia da Natureza em um artigo liderado pelo estudante de pós-graduação em pesquisa Jiacheng LIU e seu orientador Professor Associado Dr. Joe MICHALSKI, ambos afiliados à Divisão de Pesquisa da Terra e Ciências Planetárias e ao Laboratório de Pesquisas Espaciais. Os pesquisadores usaram sensoriamento remoto infravermelho e espectroscopia para medir a vibração molecular do material na superfície marciana da órbita, a fim de revelar a mineralogia e geoquímica de rochas antigas em Marte. Por meio de comparações detalhadas de dados de sensoriamento remoto infravermelho e dados coletados em laboratório aqui na Terra, a equipe mostrou que rochas antigas em Marte expostas na superfície foram desgastadas sob condições redutoras, indicando que uma atmosfera reduzida existia.
Muitas pessoas estão cientes de que Marte está frio e seco agora, mas ~ 3,5 bilhões de anos atrás, estava mais quente e úmido. Estava quente o suficiente para permitir a formação de canais de rios, lagos e minerais que se formaram pela interação com a água. Cientistas que usaram modelos matemáticos para restringir as condições de uma atmosfera marciana primitiva, concluíram que ocorreu o aquecimento do efeito estufa, mas também concluíram a partir de seus modelos que o efeito estufa deve ter incluído gases reduzidos em vez de dióxido de carbono, implicou que uma atmosfera redutora pode ter existido. Ainda até agora, não houve nenhuma evidência de que a atmosfera reduzida do início de Marte realmente ocorreu. Este trabalho indica que ele existiu.
Uma visão tridimensional do leito rochoso desgastado mostra a exposição de rochas vermelhas ricas em Fe abaixo de rochas em tons de azul empobrecidas em Fe em uma parede de cratera. Crédito:Universidade de Hong Kong
Este projeto envolveu sensoriamento remoto infravermelho detalhado de Marte, usando espectroscopia infravermelha para mapear minerais expostos, unidades de rocha resistidas. O trabalho foi construído com base na análise detalhada de rochas vulcânicas intemperizadas na Ilha de Hainan, no sudoeste da China, onde sequências espessas de basalto, semelhantes às rochas vulcânicas em Marte ocorrem. Jiacheng Liu analisou as rochas alteradas sistematicamente usando espectroscopia infravermelha em laboratório e produziu um artigo sobre essa pesquisa publicado recentemente na Applied Clay Science.
"Jiacheng realizou um projeto de doutorado verdadeiramente excelente, construído com base em análises cuidadosas em laboratório e na aplicação desses resultados laboratoriais ao sensoriamento remoto de Marte, "Dr. Michalski comentou, "Jiacheng desenvolveu seu trabalho detalhado em amostras da Ilha de Hainan para mostrar que tendências mineralógicas semelhantes ocorreram em rochas em Marte."
O professor assistente Dr. Ryan MCKENZIE da Divisão de Pesquisa para Ciências da Terra e Planetárias também está impressionado com essas descobertas. "Este é um estudo bastante notável com descobertas que terão um impacto significativo em como entendemos a evolução inicial dos planetas terrestres e seus ambientes de superfície. A transição de uma atmosfera redutora para oxidante na Terra ~ 2,5 bilhões de anos atrás só foi possível devido à existência de vida , já que o oxigênio é um produto residual de processos metabólicos como a fotossíntese. Sem micróbios que produzem oxigênio, não se acumularia em nossa atmosfera, e não poderíamos estar aqui. Embora haja certamente diferenças nas condições locais às quais Marte e a Terra foram submetidos durante suas histórias evolutivas, minha mente não pode deixar de começar a pensar sobre o que os resultados de Jiancheng podem significar para uma potencial biosfera inicial de Marte, "Dr. McKenzie comentou.
Como a primeira missão da China para MarsTianwen-1 está em andamento - chegou à órbita de Marte em 10 de fevereiro e pousou em Marte em maio de 2021, os cientistas estão se preparando para um ano emocionante de exploração e descoberta de Marte. Este trabalho demonstra como a espectroscopia e o sensoriamento remoto levam a descobertas fundamentais de importância significativa para a compreensão da história de Marte. À medida que começamos a entender a história mais antiga de Marte, os pesquisadores estão prontos para pesquisar diretamente quaisquer assinaturas de que a vida possa ter existido no antigo Marte, e a HKU planeja estar no centro dessa grande aventura científica.
