Trio global de orbitadores mostra que pequenas tempestades de poeira ajudam a secar Marte
p Esta ilustração mostra a espaçonave MAVEN da NASA e o limbo de Marte. Crédito:NASA / Goddard
p Ao combinar as observações de três espaçonaves internacionais em Marte, os cientistas conseguiram mostrar que as tempestades de poeira regionais desempenham um papel importante na secagem do Planeta Vermelho. p Tempestades de poeira aquecem altitudes mais elevadas da atmosfera fria de Marte, evitando que o vapor de água congele normalmente e permitindo que ele chegue mais longe. Nas regiões mais altas de Marte, onde a atmosfera é esparsa, as moléculas de água ficam vulneráveis à radiação ultravioleta, que os divide em seus componentes mais leves de hidrogênio e oxigênio. Hidrogênio, qual é o elemento mais leve, é facilmente perdido no espaço, com o oxigênio escapando ou voltando à superfície.
p "Tudo que você precisa fazer para perder água permanentemente é perder um átomo de hidrogênio, porque então o hidrogênio e o oxigênio não podem se recombinar na água, "disse Michael S. Chaffin, pesquisador do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder. "Então, quando você perdeu um átomo de hidrogênio, você definitivamente perdeu uma molécula de água. "
p Os cientistas há muito suspeitam que Marte, uma vez quente e úmido como a Terra, perdeu a maior parte de sua água em grande parte por meio deste processo, mas eles não perceberam o impacto significativo das tempestades de areia regionais, que acontecem quase todos os verões no hemisfério sul do planeta. Tempestades de poeira que envolvem o globo, que ocorrem normalmente a cada três ou quatro anos marcianos, foram consideradas as principais culpadas, junto com os meses quentes de verão no hemisfério sul, quando Marte está mais perto do sol.
p Mas a atmosfera marciana também esquenta durante períodos menores, tempestades de poeira regionais, de acordo com um novo artigo publicado em 16 de agosto na revista
Astronomia da Natureza . Os pesquisadores, uma equipe internacional liderada por Chaffin, descobriram que Marte perde o dobro da quantidade de água durante uma tempestade regional do que durante uma temporada de verão no sul, sem tempestades regionais.
p A nuvem branco-amarelada na parte inferior central desta imagem é uma "torre de poeira" de Marte - uma nuvem concentrada de poeira que pode ser elevada a dezenas de quilômetros acima da superfície. As plumas branco-azuladas são nuvens de vapor d'água. Olympus Mons, o vulcão mais alto do sistema solar, é visível no canto superior esquerdo, enquanto o táxi Valles Marineris pode ser visto no canto inferior direito. Tirada em 30 de novembro, 2010, a imagem foi produzida pelo Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. Crédito:NASA / JPL-Caltech / MSSS
p "Este artigo nos ajuda virtualmente a voltar no tempo e dizer:"OK, agora temos outra maneira de perder água que nos ajudará a relacionar esta pouca água que temos em Marte hoje com a enorme quantidade de água que tínhamos no passado, "disse Geronimo Villanueva, um especialista marciano em água no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e coautor no artigo de Chaffin.
p Visto que a água é um dos ingredientes-chave para a vida como a conhecemos, os cientistas estão tentando entender por quanto tempo ele fluiu em Marte e como foi perdido.
p Bilhões de anos atrás, Marte tinha muito mais água do que hoje. O que resta está congelado nos pólos ou preso na crosta. Derretido, essa água residual poderia encher um oceano global de até 30 metros, ou 30 metros, profundo, alguns cientistas prevêem.
p Embora cientistas como Chaffin tivessem muitas idéias sobre o que estava acontecendo com a água em Marte, eles não tinham as medidas necessárias para amarrar todo o quadro. Então, uma rara convergência de órbitas de espaçonaves durante uma tempestade de poeira regional de janeiro a fevereiro de 2019 permitiu aos cientistas coletar observações sem precedentes.
p O Mars Reconnaissance Orbiter da NASA mediu a temperatura, concentrações de poeira e gelo de água da superfície a cerca de 62 milhas, ou 100 quilômetros, acima dele. Olhando dentro da mesma faixa de altitude, O Trace Gas Orbiter da ESA (Agência Espacial Europeia) mediu a concentração de vapor de água e gelo. E a atmosfera de Marte e a evolução volátil da NASA, ou MAVEN, a espaçonave encerrou as medições relatando a quantidade de hidrogênio, que teria quebrado H
2 O moléculas, nas regiões mais altas de Marte, mais de 620 milhas, ou 1, 000 quilômetros, acima da superfície.
p Este gráfico resume os dados coletados de três orbitadores durante uma tempestade de poeira regional marciana de janeiro a fevereiro de 2019. De baixo para cima:O painel inferior mostra poeira se acumulando na atmosfera acima de uma região de Marte; marrom mais escuro indica maior densidade. O painel do meio mostra um aumento correspondente na temperatura na atmosfera, estendendo-se cerca de 50 quilômetros acima da superfície; quanto mais brilhante a cor, quanto mais alta for a temperatura. O painel superior mostra que, à medida que a densidade da poeira aumenta, aquecendo a atmosfera, gelo, indicado por branco, desaparece da região porque o vapor de água não consegue mais congelar. O próximo painel mostra três observações da região do vulcão Tharsis antes (à esquerda), durante (meio), e depois (à direita) da tempestade de poeira. Você pode ver nuvens de gelo brancas cobrindo os vulcões Tharsis antes e depois da tempestade de areia, mas não durante ele. O penúltimo painel do topo mostra o aumento da densidade da água nas altitudes mais elevadas durante a tempestade de areia, e acima disso, no painel superior, você vê um brilho correspondente (azul claro) de hidrogênio em altitudes de até 620 milhas, ou 1, 000 quilômetros, acima da superfície. Crédito:Michael S. Chaffin
p Foi a primeira vez que tantas missões se concentraram em um único evento, Chaffin disse:"Nós realmente pegamos todo o sistema em ação."
p Os dados coletados de quatro instrumentos nas três espaçonaves pintam um quadro claro do papel de uma tempestade de poeira regional na fuga de água marciana, relatório de cientistas. "Todos os instrumentos deveriam contar a mesma história, e eles fazem, "disse Villanueva, um membro da equipe de ciência do Trace Gas Orbiter.
p Os espectrômetros do orbitador europeu detectaram vapor de água na baixa atmosfera antes do início da tempestade de poeira. Tipicamente, a temperatura da atmosfera marciana fica mais fria com a altura durante grande parte do ano marciano, o que significa que o vapor de água subindo na atmosfera congela em altitudes relativamente baixas. Mas quando a tempestade de poeira começou, aquecendo a atmosfera mais acima, os instrumentos viram o vapor d'água atingindo altitudes mais elevadas. Esses instrumentos encontraram 10 vezes mais água na atmosfera intermediária após o início da tempestade de poeira, que coincide precisamente com os dados do radiômetro infravermelho do Mars Reconnaissance Orbiter.
p O radiômetro mediu o aumento das temperaturas na atmosfera à medida que a poeira subia acima de Marte. Ele também viu as nuvens de gelo desaparecerem, como esperado, uma vez que o gelo não poderia mais se formar na baixa atmosfera mais quente. Imagens do espectrógrafo ultravioleta do MAVEN confirmam isso; eles mostram que antes da tempestade de 2019, nuvens de gelo podem ser vistas pairando sobre os vulcões na região de Tharsis em Marte. "Mas eles desapareceram completamente quando a tempestade de areia estava em pleno andamento, "Chaffin disse, e reapareceu após o fim da tempestade de areia.
p Em altitudes mais elevadas, espera-se que o vapor d'água se decomponha em hidrogênio e oxigênio pela radiação ultravioleta do sol. De fato, observações do MAVEN mostraram isso, ao capturar a parte superior da atmosfera incandescente com hidrogênio, que aumentou em 50% durante a tempestade. Esta medição correspondeu perfeitamente a um inchaço da água 60 milhas abaixo, que os cientistas dizem ser a fonte do hidrogênio.