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O enigma gigante do Planeta Vermelho finalmente resolvido: WebCuriosos

O enigma gigante do Planeta Vermelho finalmente resolvido: WebCuriosos

Marte abriga talvez o maior mistério do Sistema Solar: o chamado Dicotomia marcianaque tem confundido os cientistas desde que foi descoberto na década de 1970.

As terras altas do sul de Marte (que cobrem cerca de dois terços da superfície do planeta) elevam-se até cinco ou seis quilómetros acima das terras baixas do norte. Em nenhum outro lugar do Sistema Solar vemos um contraste tão grande e nítido nesta escala.


O que causou essa diferença dramática? Os cientistas estão divididos sobre se isso resultou de factores externos – como uma colisão com um enorme asteróide do tamanho da Lua – ou internos, como o fluxo de calor através do interior derretido do planeta.


Em nova pesquisa publicado em Cartas de Pesquisa Geofísicaanalisamos terremotos detectado pelo módulo de pouso Insight da NASA, localizado perto da fronteira que separa os dois lados da dicotomia. Estudar como as vibrações do terremoto de Marte viajam revelou evidências de que a origem da dicotomia marciana está nas profundezas do planeta vermelho.

Imagem do terreno de Marte
Um mapa que mostra a “dicotomia marciana”: as terras altas do sul estão em amarelo e laranja, as terras baixas do norte em azuis e verdes. (NASA/JPL/USGS)

A dicotomia marciana

A altitude não é a única diferença entre os dois lados da dicotomia marciana.


As terras altas do sul estão repletas de crateras e listradas com fluxos congelados de lava vulcânica. Em contraste, a superfície das terras baixas do norte é lisa e plana, quase isenta de cicatrizes visíveis e outras características significativas.


A partir de medições geofísicas e astronómicas, também sabemos que a crosta de Marte é significativamente mais espessa abaixo das terras altas do sul. Além do mais, as rochas do sul são magnetizadas (sugerindo que datam de uma era antiga, quando Marte tinha um campo magnético global), enquanto as das planícies do norte não o são.

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A dicotomia marciana foi descoberta na década de 1970, quando imagens das sondas Viking mostraram uma diferença na altura e na densidade das crateras de impacto.

Imagem de satélite de Marte.
As missões Viking da década de 1970 revelaram uma visão mais detalhada da superfície marciana. (NASA/USGS)

A densidade superficial das crateras (o número de crateras por unidade de área) pode ser usada para calcular a idade das rochas superficiais – quanto mais antiga a superfície, mais crateras. Portanto, as terras altas do sul parecem ser mais antigas que as terras baixas do norte.


Os cientistas também acreditam que houve uma vez um vasto oceano de água líquida em Marteprovavelmente na mesma região das planícies do norte.


Há muito debate sobre isso porque a existência ou ausência de sedimentos, formas de relevo e certos minerais que se formam quando a terra é coberta por um oceano são usados ​​como a principal evidência a favor e contra.


A existência de água líquida é um pré-requisito para a vida, por isso não é difícil compreender o interesse da comunidade científica e das agências espaciais neste problema.


Espaço exterior ou forças internas?

A origem da dicotomia marciana foi um quebra-cabeça de longa data na ciência planetária. Que tipo de processo natural gradual ou violento, fenómeno, força cósmica ou catástrofe na fase inicial de Marte (dada a idade das rochas na superfície) poderia oferecer uma resposta a esta pergunta?


Duas hipóteses principais surgiram.


Primeiro é o chamado endógeno hipótese. Isto argumenta que a diferença na transferência de calor através da subida do material mais quente e do afundamento do material mais frio dentro do manto marciano levou a uma dicotomia visível na sua superfície.

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Segundo é o exógeno hipótese, segundo a qual a causa da dicotomia vem do espaço. Isto significaria o impacto catastrófico de um único corpo do tamanho da Lua ou de vários corpos menores, remodelando a superfície do planeta.


Terremotos de Marte

Na Terra, podemos usar dados de centenas e até milhares de sismógrafos para triangular a localização de um terremoto.


Em Marte, só temos dados de um único instrumento da sonda Insight. Para encontrar a localização de um martemoto, temos que contar com a medição da diferença no tempo de chegada entre diferentes tipos de vibrações (chamadas ondas P e S).


Isso nos permite calcular a distância até o marsquake. Também podemos determinar a direção do terremoto observando o movimento das partículas no solo.

Foto de instrumentos científicos com a superfície de Marte ao fundo.
O módulo de pouso Insight carregava um sismógrafo para medir terremotos e outras vibrações. (NASA/JPL-Caltech)

Depois de criarmos um sistema para identificar marsquakes a partir dos dados do Insight, verificamos os eventos conhecidos, como impactos de meteoróides detectados por câmeras de satélite. Descobrimos que nossos métodos apontavam de forma confiável para um aglomerado de marsquakes na região de Terra Cimmeria, nas terras altas do sul.


Em seguida, estudamos como as ondas S perdiam energia à medida que viajavam através das rochas das terras altas do sul. Também fizemos cálculos semelhantes para terremotos observados anteriormente na região de Cerberus Fossae, nas planícies do norte.


A comparação entre os dois mostrou que as ondas perderam energia mais rapidamente nas terras altas do sul. A explicação mais provável é que a rocha abaixo das terras altas do sul é mais quente do que no norte.


O que os terremotos nos dizem sobre a dicotomia

Esta diferença de temperatura entre as duas metades da dicotomia apoia a ideia de que a divisão foi causada por forças internas em Marte, e não por algum impacto externo.

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A explicação completa do porquê é bastante complexa. Para simplificar, os cientistas criaram modelos de como a dicotomia poderia ter-se formado com base numa irregularidade inicial na crosta de Marte, há muito tempo atrás.


A certa altura, Marte tinha placas tectônicas móveis como a Terra. O movimento destas placas e da rocha derretida abaixo delas poderia ter criado algo como a dicotomia – que foi então congelada no lugar quando as placas tectónicas pararam de se mover para formar o que os cientistas chamam de “tampa estagnada” no interior derretido do planeta.


Estes eventos podem ter permitido padrões de convecção na rocha derretida que podem explicar a dicotomia que vemos hoje, com ressurgência sob as terras altas do sul e descida sob as terras baixas do norte.


Nossa evidência de marsquake para uma diferença de temperatura através da dicotomia é consistente com esses modelos.

Para responder conclusivamente à questão do que causou a dicotomia marciana, precisaremos de mais dados sobre o terremoto em Marte, bem como modelos detalhados de como Marte se formou e comparações com a Terra e outros planetas. No entanto, nosso estudo revela uma nova peça importante do quebra-cabeça.A conversa

Hrvoje TkalcicProfessor, Chefe de Geofísica, Diretor do Warramunga Array, Universidade Nacional Australiana e Weijia SolProfessor de Geofísica, Laboratório Principal de Física da Terra e Planetária, Instituto de Geologia e Geofísica, Academia Chinesa de Ciências

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Rafael Schwartz

Apaixonado por tecnologia desde criança, Rafael Schwartz é profissional de TI e editor-chefe do Web Curiosos. Nos momentos em que não está imerso no mundo digital, dedica seu tempo à família.

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