Cientistas planetários da Universidade do Colorado em Boulder descobriram como Vênus, o vizinho escaldante e inabitável da Terra, ficou tão seco.



O novo estudo preenche uma grande lacuna no que os investigadores chamam de “a história da água em Vénus”. Usando simulações computacionais, a equipe descobriu que os átomos de hidrogênio na atmosfera do planeta vão para o espaço através de um processo conhecido como “recombinação dissociativa” – fazendo com que Vênus perca cerca de duas vezes mais água todos os dias em comparação com estimativas anteriores.

A equipe publicou suas descobertas em 6 de maio na revista Nature .

Os resultados podem ajudar a explicar o que acontece com a água em vários planetas da galáxia.

“A água é realmente importante para a vida”, disse Eryn Cangi, cientista pesquisador do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) e co-autor principal do novo artigo. "Precisamos de compreender as condições que sustentam a água líquida no Universo, e que podem ter produzido o estado muito seco de Vénus hoje."

Vênus, acrescentou ela, está positivamente ressecada. Se você pegasse toda a água da Terra e a espalhasse pelo planeta como geleia em torradas, obteria uma camada líquida de aproximadamente 3 quilômetros (1,9 milhas) de profundidade. Se você fizesse a mesma coisa em Vênus, onde toda a água fica presa no ar, você acabaria com apenas 3 centímetros (1,2 polegadas), apenas o suficiente para molhar os dedos dos pés.

“Vênus tem 100 mil vezes menos água que a Terra, embora tenha basicamente o mesmo tamanho e massa”, disse Michael Chaffin, co-autor principal do estudo e cientista pesquisador do LASP.

No presente estudo, os investigadores utilizaram modelos computacionais para compreender Vénus como um gigantesco laboratório químico, ampliando as diversas reações que ocorrem na atmosfera turbulenta do planeta. O grupo relata que uma molécula chamada HCO ⁺ (um íon composto por um átomo de hidrogênio, carbono e oxigênio) no alto da atmosfera de Vênus pode ser o culpado pelo escape de água do planeta.

Para Cangi, co-autor principal da investigação, as descobertas revelam novas pistas sobre a razão pela qual Vénus, que provavelmente outrora pareceu quase idêntico à Terra, está hoje praticamente irreconhecível.

"Estamos a tentar descobrir que pequenas mudanças ocorreram em cada planeta para os levar a estes estados muito diferentes," disse Cangi, que obteve o seu doutoramento em ciências astrofísicas e planetárias na CU Boulder em 2023.

Derramando a água

Vênus, ela observou, nem sempre foi um deserto assim.

Os cientistas suspeitam que há milhares de milhões de anos, durante a formação de Vénus, o planeta recebeu quase tanta água como a Terra. Em algum momento, a catástrofe aconteceu. Nuvens de dióxido de carbono na atmosfera de Vênus deram início ao mais poderoso efeito estufa do sistema solar, eventualmente elevando as temperaturas na superfície para escaldantes 900 graus Fahrenheit. No processo, toda a água de Vénus evaporou-se em vapor e a maior parte foi levada para o espaço.

Mas essa evaporação antiga não consegue explicar porque é que Vénus está tão seco como é hoje, ou como continua a perder água para o espaço.

“Como analogia, digamos que eu joguei fora a água da minha garrafa. Ainda sobrariam algumas gotas”, disse Chaffin.

Em Vénus, no entanto, quase todas as gotas restantes também desapareceram. O culpado, de acordo com o novo trabalho, é o indescritível HCO ⁺ .

Missões a Vênus

Chaffin e Cangi explicaram que nas atmosferas superiores do planeta, a água se mistura com o dióxido de carbono para formar esta molécula. Em pesquisas anteriores, os pesquisadores relataram que HCO ⁺ pode ser responsável pela perda de grande parte de sua água em Marte.

Veja como funciona em Vênus:HCO ⁺ é produzido constantemente na atmosfera, mas os íons individuais não sobrevivem por muito tempo. Os elétrons na atmosfera encontram esses íons e se recombinam para dividi-los em dois. No processo, os átomos de hidrogénio desaparecem e podem até escapar completamente para o espaço – roubando a Vénus um dos dois componentes da água.

No novo estudo, o grupo calculou que a única maneira de explicar o estado seco de Vênus seria se o planeta hospedasse volumes maiores do que o esperado de HCO ⁺ em sua atmosfera. Há uma reviravolta nas descobertas da equipe. Os cientistas nunca observaram HCO ⁺ em torno de Vênus. Chaffin e Cangi sugerem que isso acontece porque eles nunca tiveram os instrumentos para olhar adequadamente.

Embora dezenas de missões tenham visitado Marte nas últimas décadas, muito menos naves espaciais viajaram para o segundo planeta a partir do Sol. Nenhum deles carregava instrumentos capazes de detectar o HCO ⁺ que alimenta a rota de fuga recém-descoberta da equipe.

"Uma das conclusões surpreendentes deste trabalho é que HCO ⁺ deveria estar entre os íons mais abundantes na atmosfera de Vênus", disse Chaffin.

Nos últimos anos, contudo, um número crescente de cientistas voltou-se para Vénus. A missão planejada da NASA, Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging (DAVINCI), por exemplo, lançará uma sonda através da atmosfera do planeta até a superfície. O lançamento está previsto para o final da década.

DAVINCI não será capaz de detectar HCO ⁺ , também, mas os investigadores estão esperançosos de que uma missão futura o faça - revelando outra peça-chave da história da água em Vénus.

“Não houve muitas missões a Vênus”, disse Cangi. “Mas as missões recentemente planeadas aproveitarão décadas de experiência colectiva e um crescente interesse em Vénus para explorar os extremos das atmosferas planetárias, da evolução e da habitabilidade.”

Mais informações: Michael Chaffin, a perda de água em Vênus é dominada por HCO ⁺ recombinação dissociativa, Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07261-y. www.nature.com/articles/s41586-024-07261-y
Informações do diário: Natureza

Fornecido pela Universidade do Colorado em Boulder