Meteoritos de Marte ajudam cientistas a entender o interior do planeta

Dos mais de 74 mil meteoritos conhecidos - rochas que caem na Terra devido à colisão no passado distante de asteroides ou planetas - apenas cerca de 385 pedras vieram do planeta Marte.

Não é tão difícil para os cientistas descobrir que esses meteoritos vêm de Marte. Várias sondas e veículos-robô vêm explorando a superfície de Marte há décadas. Algumas das primeiras missões - as sondas Viking - tinham equipamentos para medir a composição da atmosfera do planeta. Os cientistas demonstraram que é possível ver essa composição atmosférica marciana única refletida em alguns desses meteoritos.

Marte também tem um oxigênio único. Tudo na Terra, inclusive os seres humanos e o ar que respiramos, é formado por uma combinação específica dos três isótopos do elemento oxigênio: oxigênio-16, oxigênio-17 e oxigênio-18. Mas Marte tem uma combinação totalmente diferente - é como uma impressão digital geoquímica para ser marciano.

Os meteoritos marcianos encontrados na Terra dão a geólogos como eu dicas sobre a composição do planeta vermelho e seu histórico de atividade vulcânica. Eles nos permitem estudar Marte sem enviar uma espaçonave a 140 milhões de milhas (cerca de 225 milhões de quilômetros) de distância.

Um planeta de paradoxos

Esses meteoritos marcianos se formaram a partir do magma vermelho e quente de Marte. Depois que essas rochas vulcânicas esfriaram e se cristalizaram, os elementos radioativos nelas contidos começaram a decair, atuando como um relógio radiométrico que permite aos cientistas saber quando elas se formaram.

Com base nessas idades radiométricas, sabemos que alguns meteoritos marcianos têm apenas 175 milhões de anos, o que é - geologicamente falando - bastante jovem. Por outro lado, alguns dos meteoritos marcianos são mais antigos e se formaram perto da época em que Marte se formou.

Esses meteoritos marcianos contam a história de um planeta que foi vulcanicamente ativo durante toda a sua história. De fato, existe a possibilidade de vulcões marcianos entrarem em erupção ainda hoje, embora os cientistas nunca tenham visto tal erupção.

As próprias rochas também preservam informações químicas que indicam que alguns dos principais eventos em Marte ocorreram no início de sua história. Marte se formou muito rapidamente, há 4,5 bilhões de anos, a partir do gás e da poeira que compunham o Sistema Solar primitivo. Então, logo após a formação, seu interior se separou em um núcleo metálico e um manto rochoso sólido e sua crosta.

Desde então, muito pouco parece ter perturbado o interior de Marte - ao contrário da Terra, onde a tectônica de placas agiu para agitar e homogeneizar seu interior profundo. Para usar uma analogia com alimentos, o interior da Terra é como um smoothie, e o de Marte é como uma salada de frutas com pedaços.

Restos de vulcões marcianos

Entender como Marte passou por uma adolescência tão precoce e violenta e, ainda assim, pode permanecer vulcanicamente ativo hoje, é uma área de grande interesse para mim. Gostaria de saber como é o interior de Marte e como sua composição interna pode explicar características, como vulcões, na superfície do planeta vermelho.

Quando os geólogos se propõem a responder perguntas sobre o vulcanismo na Terra, geralmente examinamos amostras de lava que entraram em erupção em locais ou momentos diferentes do mesmo vulcão. Essas amostras nos permitem separar os processos locais específicos de cada vulcão dos processos planetários que ocorrem em uma escala maior.

Acontece que podemos fazer a mesma coisa em Marte. Os meteoritos nakhlite e chassignite, de nome bastante exótico, são um grupo de rochas de Marte que irromperam do mesmo sistema vulcânico há cerca de 1,3 bilhão de anos.

Nakhlites são rochas basálticas, semelhantes às lavas encontradas na Islândia ou no Havaí, com belos cristais grandes de um mineral conhecido como clinopiroxênio. Chassignites são rochas compostas quase que inteiramente pelo mineral verde olivina - talvez você conheça a variedade desse mineral com qualidade de gema, o peridoto.

Juntamente com as muito mais comuns shergottites, que também são rochas basálticas, e alguns outros tipos mais exóticos de meteoritos marcianos, essas categorias de meteoritos constituem todas as rochas que os pesquisadores possuem do planeta vermelho.

Quando estudados juntos, nakhlites e chassignites dizem aos pesquisadores várias coisas sobre Marte. Em primeiro lugar, à medida que a rocha derretida que as formou escorreu para a superfície e acabou esfriando e cristalizando, algumas rochas mais antigas ao redor derreteram neles.

Essa rocha mais antiga não existe em nossa coleção de meteoritos, portanto, minha equipe teve de descobrir sua composição com base nas informações químicas que obtivemos das nakhlites. Com essas informações, descobrimos que a rocha mais antiga tinha composição basáltica e era quimicamente diferente de outros meteoritos marcianos. Descobrimos que ela havia sido quimicamente desgastada pela exposição à água e à salmoura.

Essa rocha mais antiga é bastante diferente das amostras da crosta marciana em nossa coleção de meteoritos atual. Na verdade, ela é muito mais parecida com o que esperamos que seja a crosta marciana, com base em dados coletados por missões de veículos-robô e sondas em órbita de Marte.

Sabemos que os magmas que formaram as nakhlites e chassignites vêm de uma porção distinta do manto de Marte. O manto é a porção rochosa entre a crosta e o núcleo metálico de Marte. Essas nakhlites e chassignites vêm da casca sólida e rígida no topo do manto de Marte, conhecida como litosfera do manto, e essa fonte as torna distintas das shergottites mais comuns.

As shergottites são provenientes de pelo menos duas fontes em Marte. Elas podem vir de partes do manto logo abaixo da litosfera, ou até mesmo do manto profundo, que está mais próximo do núcleo metálico do planeta.

A compreensão do funcionamento dos vulcões em Marte pode informar futuras questões científicas a serem abordadas por missões ao planeta. Também pode ajudar os cientistas a entender se o planeta já foi habitável ou se poderá ser no futuro.

Pistas de habitabilidade

Os processos geológicos ativos e os vulcões da Terra são parte do que torna nosso planeta habitável. Os gases que emanam dos vulcões são uma parte importante de nossa atmosfera. Portanto, se Marte tiver processos geológicos semelhantes, isso pode ser uma boa notícia para a possível habitabilidade do planeta vermelho.

No entanto, Marte é muito menor que a Terra, e estudos sugerem que ele vem perdendo os elementos químicos essenciais para uma atmosfera sustentável desde sua formação. É provável que não se pareça em nada com a Terra no futuro.

Nossos próximos passos para a compreensão de Marte consistem em aprender como os meteoritos basálticos shergottites se formaram. Trata-se de um conjunto de rochas diversificadas e ricamente complexas, com idades que variam de 175 milhões de anos a 2,4 bilhões de anos ou mais.

O estudo mais detalhado desses meteoritos ajudará a preparar a próxima geração de cientistas para analisar rochas coletadas pelo veículo-robô Perseverance em uma próxima missão da NASA Mars Sample Return mission.

*James Day, professor de Geociências da Universidade de Califórnia.

Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.