Por que o metano está vazando em Marte? Cientistas da NASA têm novas ideias
Cheio de lagos salgados, o salar de Quisquiro, na região do Altiplano da América do Sul, representa o tipo de paisagem que os cientistas pensam que pode ter existido na Cratera Gale, em Marte, que o Curiosity Rover da NASA está a explorar. Crédito:Maksym Bocharov A revelação mais surpreendente do Curiosity Mars Rover da NASA – que o metano está vazando da superfície da cratera Gale – fez os cientistas coçarem a cabeça.
As criaturas vivas produzem a maior parte do metano da Terra. Mas os cientistas não encontraram sinais convincentes de vida atual ou antiga em Marte e, portanto, não esperavam encontrar metano lá. No entanto, o laboratório químico portátil a bordo do Curiosity, conhecido como SAM, ou Sample Analysis at Mars, tem farejado continuamente vestígios do gás perto da superfície da Cratera Gale, o único local na superfície de Marte onde foi detectado metano até agora. Sua provável fonte, presumem os cientistas, são mecanismos geológicos que envolvem água e rochas nas profundezas do subsolo.
Se essa fosse a história toda, as coisas seriam fáceis. No entanto, o SAM descobriu que o metano se comporta de maneira inesperada na cratera Gale. Aparece à noite e desaparece durante o dia. Ele flutua sazonalmente e às vezes atinge níveis 40 vezes mais altos do que o normal. Surpreendentemente, o metano também não está a acumular-se na atmosfera:o ExoMars Trace Gas Orbiter da ESA (Agência Espacial Europeia), enviado a Marte especificamente para estudar o gás na atmosfera, não detectou metano.
Por que alguns instrumentos científicos detectam metano no Planeta Vermelho e outros não?
“É uma história com muitas reviravoltas”, disse Ashwin Vasavada, cientista do projeto Curiosity no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, que lidera a missão Curiosity.
O metano mantém os cientistas de Marte ocupados com trabalhos de laboratório e projetos de modelagem computacional que visam explicar por que o gás se comporta de maneira estranha e é detectado apenas na cratera Gale. Um grupo de pesquisa da NASA compartilhou recentemente uma proposta interessante.
Reportando em um artigo de março no Journal of Geophysical Research:Planets, o grupo sugeriu que o metano - não importa como seja produzido - poderia ser selado sob o sal solidificado que poderia se formar no regolito marciano, que é um "solo" feito de rocha quebrada e poeira. . Quando a temperatura aumenta durante as estações ou horas do dia mais quentes, enfraquecendo a vedação, o metano pode vazar.
Liderados por Alexander Pavlov, cientista planetário do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, os pesquisadores sugerem que o gás também pode explodir em baforadas quando as focas quebram sob a pressão de, digamos, um veículo espacial do tamanho de um pequeno SUV passando por cima dele. . A hipótese da equipe pode ajudar a explicar por que o metano é detectado apenas na cratera Gale, disse Pavlov, visto que é um dos dois lugares em Marte onde um robô está percorrendo e perfurando a superfície. (A outra é a cratera Jezero, onde o rover Perseverance da NASA está trabalhando, embora esse rover não tenha um instrumento de detecção de metano.)
Pavlov atribui a origem desta hipótese a uma experiência não relacionada que liderou em 2017, que envolveu o cultivo de microrganismos num permafrost marciano simulado (solo congelado) infundido com sal, tal como acontece com grande parte do permafrost marciano.
Pavlov e os seus colegas testaram se bactérias conhecidas como halófilas, que vivem em lagos de água salgada e outros ambientes ricos em sal na Terra, poderiam prosperar em condições semelhantes em Marte.
Os resultados do cultivo de micróbios revelaram-se inconclusivos, disse ele, mas os investigadores notaram algo inesperado:a camada superior do solo formou uma crosta de sal à medida que o gelo salgado sublimava, passando de sólido a gasoso e deixando o sal para trás. Em 2018, a NASA anunciou que o laboratório de análise de amostras no laboratório de química de Marte, a bordo do Curiosity Rover, descobriu moléculas orgânicas antigas que foram preservadas em rochas por bilhões de anos. Descobertas como esta ajudam os cientistas a compreender a habitabilidade do início de Marte e a preparar o caminho para futuras missões ao Planeta Vermelho. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA Permafrost em Marte e na Terra
“Não pensamos muito nisso no momento”, disse Pavlov, mas lembrou-se da crosta do solo em 2019, quando o espectrómetro laser ajustável do SAM detectou uma explosão de metano que ninguém conseguia explicar.
“Foi quando isso me veio à mente”, disse Pavlov. E foi então que ele e uma equipe começaram a testar as condições que poderiam formar e quebrar selos de sal endurecidos.
A equipe de Pavlov testou cinco amostras de permafrost infundidas com concentrações variadas de um sal chamado perclorato, muito difundido em Marte. (Provavelmente não há permafrost na cratera Gale hoje, mas as focas podem ter se formado há muito tempo, quando Gale era mais fria e gelada.) Os cientistas expuseram cada amostra a diferentes temperaturas e pressões de ar dentro de uma câmara de simulação de Marte no Goddard da NASA.
Periodicamente, a equipe de Pavlov injetava néon, um análogo do metano, sob a amostra de solo e media a pressão do gás abaixo e acima dela. A pressão mais alta abaixo da amostra implicava que o gás estava preso. Em última análise, um selo formou-se sob condições semelhantes às de Marte dentro de três a 13 dias apenas em amostras com concentração de perclorato de 5% a 10%.
Essa é uma concentração de sal muito maior do que a que o Curiosity mediu na cratera Gale. Mas o regolito é rico em um tipo diferente de sal mineral chamado sulfato, que a equipe de Pavlov quer testar a seguir para ver se eles também podem formar selos.
O rover Curiosity chegou a uma região que se acredita ter se formado quando o clima de Marte estava secando.
Melhorar a nossa compreensão dos processos de geração e destruição de metano em Marte é uma recomendação importante da Revisão Sênior da Missão Planetária da NASA de 2022, e trabalhos teóricos como o de Pavlov são fundamentais para esse esforço. No entanto, os cientistas dizem que também precisam de medições mais consistentes do metano.
O SAM fareja metano apenas várias vezes por ano porque, de outra forma, está ocupado fazendo seu trabalho principal de perfurar amostras da superfície e analisar sua composição química.
“Experiências com metano consomem muitos recursos, por isso temos que ser muito estratégicos quando decidimos realizá-las”, disse Charles Malespin, investigador principal do SAM, de Goddard.
No entanto, para testar a frequência com que os níveis de metano aumentam, por exemplo, seria necessária uma nova geração de instrumentos de superfície que medem continuamente o metano a partir de muitos locais em Marte, dizem os cientistas.
“Parte do trabalho sobre metano terá que ser deixado para futuras espaçonaves de superfície que estejam mais focadas em responder a essas questões específicas”, disse Vasavada.
