Hoje, Marte é um deserto congelado, mais frio e mais árido que a Antártica, e os cientistas têm quase certeza de que tem sido assim há pelo menos 3 bilhões de anos. Isso torna uma vasta rede de vales esculpidos na água nos flancos de uma cratera de impacto chamada Lyot - que se formou em algum lugar entre 1,5 bilhão e 3 bilhões de anos atrás - algo como um mistério marciano. Não está claro de onde veio a água.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Brown University ofereceu o que consideram a explicação mais plausível para a formação das redes do vale de Lyot. Eles concluem que, no momento do impacto de Lyot, a região provavelmente estava coberta por uma espessa camada de gelo. O impacto gigante que formou a cratera de 225 quilômetros jogou toneladas de rocha escaldante sobre a camada de gelo, derretendo o suficiente para esculpir os vales rasos.

"Com base na provável localização dos depósitos de gelo durante este período da história de Marte, e a quantidade de água derretida que poderia ter sido produzida pelo material ejetado de Lyot pousando em uma camada de gelo, achamos que este é o cenário mais plausível para a formação desses vales ", disse David Weiss, um recente Ph.D. graduado pela Brown e principal autor do estudo.

Weiss foi coautor do estudo, que é publicado em Cartas de pesquisa geofísica , com o conselheiro e professor de ciências planetárias da Brown, Jim Head, junto com seus colegas estudantes de graduação Ashley Palumbo e James Cassanelli.

Há muitas evidências de que a água já fluiu na superfície marciana. Redes de vales esculpidos na água semelhantes às de Lyot foram encontradas em vários locais. Também há evidências de antigos sistemas de lagos, como aqueles na cratera Gale, onde o rover Curiosity da NASA está explorando atualmente, e na cratera Jezero, onde o próximo rover pode pousar.

A maioria dessas características de superfície relacionadas à água, Contudo, datam do início da história de Marte - as épocas conhecidas como Noé e Hespéria, que terminou há cerca de 4 bilhões e 3 bilhões de anos, respectivamente. De cerca de 3 bilhões de anos atrás até o presente, Marte passou por um período de seca óssea chamado Amazônia.

As redes de vales em Lyot, portanto, são um exemplo raro de atividade de água de superfície mais recente. Os cientistas dataram a própria cratera da Amazônia, e as redes de vales parecem ter sido formadas na mesma época ou logo após o impacto. Portanto, a questão é:de onde veio toda essa água durante a árida Amazônia?

Os cientistas propuseram uma série de explicações potenciais, e os pesquisadores de Brown começaram a investigar vários dos principais.

Uma dessas possíveis explicações, por exemplo, é que pode ter havido um vasto reservatório de água subterrânea quando ocorreu o impacto de Lyot. Essa água, liberado pelo impacto, poderia ter fluído para a superfície ao longo da periferia da cratera e esculpido os vales. Mas com base em evidências geológicas, os pesquisadores dizem, esse cenário é improvável

“Se estes fossem formados por descarga de águas subterrâneas profundas, que a água também teria fluído para a própria cratera, "Weiss disse." Não vemos nenhuma evidência de que havia água dentro da cratera. "

Os pesquisadores também analisaram a possibilidade de efeitos atmosféricos transitórios após o impacto de Lyot. Uma colisão desse tamanho teria vaporizado toneladas de rocha, enviando uma nuvem de vapor no ar. À medida que a pluma quente interagia com a atmosfera fria, pode ter produzido chuvas que alguns cientistas acham que podem ter escavado os vales.

Mas isso, também, parece improvável, concluíram os pesquisadores. Qualquer chuva relacionada à pluma teria caído após o material ejetado do impacto rochoso ter sido depositado fora da cratera. Então, se a água da chuva esculpiu os vales, seria de se esperar ver vales cortando a camada de material ejetado. Mas quase não há vales diretamente no material ejetado de Lyot. Em vez, Palumbo disse, "A grande maioria dos vales parece emergir de baixo do material ejetado em sua periferia, o que lança sérias dúvidas sobre o cenário da água da chuva. "

Isso deixou os pesquisadores com a ideia de que a água do degelo, produzido quando o material ejetado quente interagiu com uma superfície gelada, esculpiu os vales de Lyot.

De acordo com os modelos da história climática de Marte, o gelo agora preso principalmente nos pólos do planeta, muitas vezes migrou para as regiões de latitude média onde Lyot está localizado. E há evidências que sugerem que uma camada de gelo estava realmente presente na região no momento do impacto.

Algumas dessas evidências vêm da escassez de crateras secundárias em Lyot. As crateras secundárias se formam quando grandes pedaços de rocha são lançados no ar durante um grande impacto e caem de volta à superfície, deixando um punhado de pequenas crateras ao redor da cratera principal. Em Lyot, lá muito menos crateras secundárias do que seria de esperar, dizem os pesquisadores. O motivo disso, eles sugerem, é que em vez de pousar diretamente na superfície, material ejetado de Lyot caiu em uma espessa camada de gelo, o que o impediu de rasgar a superfície sob o gelo. Com base no terreno do lado norte de Lyot, a equipe estima que a camada de gelo poderia ter entre 20 e 300 metros de espessura.

O impacto de Lyot teria cuspido toneladas de rocha na camada de gelo, alguns dos quais teriam sido aquecidos a 250 graus Fahrenheit ou mais. Usando um modelo térmico desse processo, os pesquisadores estimam que a interação entre essas rochas quentes e uma camada de gelo superficial teria produzido milhares de quilômetros cúbicos de água derretida - com facilidade suficiente para esculpir o vale visto em Lyot.

"O que isso mostra é uma maneira de obter grandes quantidades de água líquida em Marte sem a necessidade de aquecimento da atmosfera e de qualquer água subterrânea líquida, "Cassanelli disse." Então achamos que esta é uma boa explicação para como você faz esses canais se formarem na Amazônia. "

E é possível, A cabeça diz, que esse mesmo mecanismo poderia ter sido importante antes da Amazônia. Alguns cientistas pensam que mesmo nas primeiras épocas de Noé e Hespéria, Marte ainda estava muito frio e gelado. Se for esse o caso, então, esse mecanismo de degelo também pode ter sido responsável por pelo menos algumas das redes de vales mais antigas de Marte.

"É certamente uma possibilidade que vale a pena investigar, "Chefe disse.