Marte uma vez ficou vermelho com rios. As pistas reveladoras de rios, córregos e lagos do passado são visíveis hoje em todo o planeta. Mas cerca de três bilhões de anos atrás, todos eles secaram – e ninguém sabe por quê.
"As pessoas apresentaram ideias diferentes, mas não temos certeza do que causou a mudança tão dramática do clima", disse Edwin Kite, cientista geofísico da Universidade de Chicago. “Gostaríamos muito de entender, especialmente porque é o único planeta que definitivamente sabemos que mudou de habitável para inabitável”.

Kite é o primeiro autor de um novo estudo que examina os rastros dos rios marcianos para ver o que eles podem revelar sobre a história da água e da atmosfera do planeta.

Anteriormente, muitos cientistas haviam assumido que a perda de dióxido de carbono da atmosfera, que ajudava a manter Marte aquecido, causava o problema. Mas as novas descobertas, publicadas em 25 de maio na revista Science Advances , sugerem que a mudança foi causada pela perda de algum outro ingrediente importante que mantinha o planeta quente o suficiente para água corrente.

Mas ainda não sabemos o que é.

Água, água por toda parte, e nem uma gota para beber

Em 1972, os cientistas ficaram surpresos ao ver fotos da missão Mariner 9 da NASA enquanto circulava Marte a partir da órbita. As fotos revelaram uma paisagem cheia de leitos de rios – evidência de que o planeta já teve muita água líquida, embora esteja seco como um osso hoje.

Como Marte não tem placas tectônicas para deslocar e enterrar a rocha ao longo do tempo, antigas trilhas de rios ainda estão na superfície como evidências abandonadas às pressas.

Isso permitiu que Kite e seus colaboradores, incluindo Bowen Fan, estudante de pós-graduação da Universidade de Chicago, bem como cientistas da Smithsonian Institution, Planetary Science Institute, California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory e Aeolis Research, analisassem mapas com base em milhares de fotos tiradas de órbita por satélites. Com base em quais trilhas se sobrepõem a quais e como estão intemperizadas, a equipe montou uma linha do tempo de como a atividade do rio mudou em altitude e latitude ao longo de bilhões de anos.

Então eles poderiam combinar isso com simulações de diferentes condições climáticas e ver qual combinava melhor.

Os climas planetários são extremamente complexos, com muitas, muitas variáveis ​​a serem consideradas - especialmente se você quiser manter seu planeta na zona "Cachinhos Dourados", onde é exatamente quente o suficiente para a água ser líquida, mas não tão quente que ferva. O calor pode vir do sol de um planeta, mas tem que estar perto o suficiente para receber radiação, mas não tão perto que a radiação retire a atmosfera. Gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e metano, podem reter o calor perto da superfície de um planeta. A própria água também desempenha um papel; pode existir como nuvens na atmosfera ou como neve e gelo na superfície. As capas de neve tendem a agir como um espelho para refletir a luz do sol de volta ao espaço, mas as nuvens podem prender ou refletir a luz, dependendo de sua altura e composição.

Kite e seus colaboradores executaram muitas combinações diferentes desses fatores em suas simulações, procurando condições que pudessem fazer com que o planeta ficasse quente o suficiente para que pelo menos alguma água líquida existisse nos rios por mais de bilhões de anos - mas depois a perdesse abruptamente.

Mas ao comparar diferentes simulações, eles viram algo surpreendente. Alterar a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera não mudou o resultado. Ou seja, a força motriz da mudança não parecia ser o dióxido de carbono.

"O dióxido de carbono é um forte gás de efeito estufa, então realmente foi o principal candidato a explicar a secagem de Marte", disse Kite, especialista em climas de outros mundos. "Mas esses resultados sugerem que não é tão simples."

Existem várias opções alternativas. A nova evidência se encaixa bem com um cenário, sugerido em um estudo de 2021 de Kite, onde uma camada de nuvens finas e geladas no alto da atmosfera de Marte atua como vidro translúcido de estufa, retendo o calor. Outros cientistas sugeriram que, se o hidrogênio fosse liberado do interior do planeta, ele poderia ter interagido com o dióxido de carbono na atmosfera para absorver a luz infravermelha e aquecer o planeta.

"We don't know what this factor is, but we need a lot of it to have existed to explain the results," Kite said.

There are a number of ways to try to narrow down the possible factors; the team suggests several possible tests for NASA's Perseverance rover to perform that could reveal clues.

Kite and colleague Sasha Warren are also part of the science team that will be directing NASA's Curiosity Mars rover to search for clues about why Mars dried out. They hope that these efforts, as well as measurements from Perseverance, can provide additional clues to the puzzle.

On Earth, many forces have combined to keep the conditions remarkably stable for millions of years. But other planets may not be so lucky. One of the many questions scientists have about other planets is exactly how lucky we are—that is, how often this confluence exists occurs in the universe. They hope that studying what happened to other planets, such as Mars, can yield clues about planetary climates and how many other planets out there might be habitable.

"It's really striking that we have this puzzle right next door, and yet we're still not sure how to explain it," said Kite. + Explorar mais

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