Embora Marte apresente uma paisagem árida e poeirenta, sem sinais de vida até agora, as suas características geológicas, como deltas, leitos de lagos e vales de rios, sugerem fortemente um passado onde a água outrora fluía abundantemente na sua superfície. Para explorar esta possibilidade, os cientistas examinam sedimentos preservados perto destas formações. A composição destes sedimentos contém pistas sobre as primeiras condições ambientais, os processos que moldaram o planeta ao longo do tempo e até potenciais sinais de vidas passadas.



Numa dessas análises, sedimentos recolhidos pelo rover Curiosity na cratera Gale, que se acredita ser um antigo lago formado há aproximadamente 3,8 mil milhões de anos devido ao impacto de um asteróide, revelaram matéria orgânica. No entanto, esta matéria orgânica tinha uma quantidade significativamente menor do isótopo carbono-13 ( ¹³ C) em relação aos isótopos de carbono-12 ( ¹² C) comparado ao que se encontra na Terra, sugerindo diferentes processos de formação de matéria orgânica em Marte.

Agora, um estudo publicado na revista Nature Geoscience em 9 de maio de 2024, elucida essa discrepância. Uma equipe de pesquisa, liderada pelo professor Yuichiro Ueno do Instituto de Tecnologia de Tóquio e pelo professor Matthew Johnson da Universidade de Copenhague, descobriu que a fotodissociação do dióxido de carbono (CO₂ ) na atmosfera em monóxido de carbono (CO) e a subsequente redução resulta em matéria orgânica com ¹³ esgotado Conteúdo C.

"Ao medir a razão isotópica estável entre ¹³ C e ¹² C, a matéria orgânica marciana tem ¹³ Abundância de C de 0,92% a 0,99% do carbono que o compõe. Isso é extremamente baixo em comparação com a matéria orgânica sedimentar da Terra, que é cerca de 1,04%, e com o CO atmosférico₂ , em torno de 1,07%, ambos remanescentes biológicos, e não semelhantes à matéria orgânica dos meteoritos, que é cerca de 1,05%", explica Ueno.

O início de Marte tinha uma atmosfera rica em CO₂ contendo ambos ¹³ C e ¹² Isótopos C. Os pesquisadores simularam diferentes condições de composição e temperatura da atmosfera marciana em experimentos de laboratório. Eles descobriram que quando ¹² CO₂ é exposto à luz solar ultravioleta (UV), absorve preferencialmente a radiação UV, levando à sua dissociação em CO empobrecido em ¹³ C, deixando para trás CO₂ enriquecido em ¹³ C.

Este fracionamento isotópico (separação de isótopos) também é observado nas atmosferas superiores de Marte e da Terra, onde a irradiação UV do Sol causa CO₂ dissociar-se em CO com ¹³ esgotado Conteúdo C. Em uma atmosfera redutora marciana, o CO se transforma em compostos orgânicos simples, como formaldeído e ácidos carboxílicos.

Durante o início da era marciana, com temperaturas superficiais próximas do ponto de congelamento da água e não excedendo 300 K (27°C), estes compostos podem ter-se dissolvido na água e depositado nos sedimentos.

Usando cálculos de modelo, os pesquisadores descobriram que em uma atmosfera com CO₂ proporção de CO de 90:10, uma conversão de 20% de CO₂ para CO levaria a matéria orgânica sedimentar com δ ¹³ C_VPDB valores de -135‰. Além disso, o CO₂ restante seria enriquecido em ¹³ C com δ ¹³ C_VPDB valores de +20‰. Estes valores correspondem muito aos observados em sedimentos analisados ​​pelo rover Curiosity e estimados a partir de um meteorito marciano. Esta descoberta aponta para um processo atmosférico, e não biológico, como a principal fonte de formação de matéria orgânica no início de Marte.

"Se a estimativa desta investigação estiver correta, pode haver uma quantidade inesperada de matéria orgânica presente nos sedimentos marcianos. Isto sugere que futuras explorações de Marte poderão descobrir grandes quantidades de matéria orgânica," diz Ueno.

Mais informações: Yuichiro Ueno et al, Síntese de ¹³ Matéria orgânica empobrecida de C proveniente de CO em uma atmosfera redutora do início de Marte, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01443-z
Informações do diário: Geociências da Natureza

Fornecido pelo Instituto de Tecnologia de Tóquio