Depois de uma década de buscas, a missão MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), da NASA, relatou pela primeira vez a observação direta de um processo de escape atmosférico difícil de detectar, conhecido como sputtering, que pode ajudar a responder questões antigas sobre a perda de água em Marte.
Cientistas já sabem, há bastante tempo e com ampla evidência, que a água esteve presente na superfície de Marte bilhões de anos atrás. No entanto, continuam buscando a resposta para uma pergunta crucial:
“Para onde foi a água e por quê?”
Logo no início da história de Marte, o planeta perdeu seu campo magnético. Sem essa proteção, a atmosfera ficou exposta diretamente ao vento solar e às tempestades solares. À medida que a atmosfera começou a se degradar, a água líquida deixou de ser estável na superfície e boa parte dela escapou para o espaço. Mas como exatamente essa atmosfera densa foi sendo arrancada? O processo de sputtering pode ser a explicação.
O que é sputtering?
Sputtering é um processo de escape atmosférico no qual átomos são expulsos da atmosfera após serem atingidos por partículas carregadas e energéticas.
“É como dar um salto bomba numa piscina”, disse Shannon Curry, pesquisadora principal da missão MAVEN no Laboratory for Atmospheric and Space Physics, da University of Colorado Boulder, e autora principal do estudo.
“Nesse caso, o salto bomba são íons pesados colidindo com a atmosfera a altíssimas velocidades e espirrando átomos e moléculas neutras para fora.”
Até então, os cientistas haviam encontrado indícios indiretos de que esse processo estava ocorrendo, mas nunca tinham observado o fenômeno diretamente.
Essas pistas vieram da análise de isótopos mais leves e mais pesados de argônio na alta atmosfera de Marte.
Os isótopos mais leves ficam mais altos na atmosfera do que os pesados. Foi observado que havia muito menos isótopos leves em comparação com os mais pesados — e a única explicação possível para isso era a ocorrência de sputtering, que remove preferencialmente os átomos mais leves.
“É como encontrar as cinzas de uma fogueira”, explicou Curry.
“Mas nós queríamos ver o fogo em si — neste caso, o sputtering — diretamente.”
Como o fenômeno foi observado?
Para observar o sputtering de forma direta, a equipe da MAVEN precisou de medições simultâneas, no lugar certo e na hora certa, feitas por três instrumentos a bordo da espaçonave MAVEN:
- Solar Wind Ion Analyzer
- Magnetometer
- Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer
Além disso, era necessário coletar dados tanto no lado diurno quanto no noturno do planeta e em altitudes mais baixas, algo que exige anos de observação contínua.
A combinação dos dados desses instrumentos permitiu aos cientistas criar um novo tipo de mapa, mostrando onde o argônio havia sido expelido da atmosfera em relação ao vento solar.
Esse mapa revelou a presença de argônio em altitudes elevadas exatamente nos locais onde partículas energéticas atingiram a atmosfera e “espirraram” o argônio para fora — confirmando, assim, a ocorrência do sputtering em tempo real.
Novas descobertas importantes
Os pesquisadores também descobriram que esse processo ocorre a uma taxa quatro vezes maior do que o previsto anteriormente.
E mais: essa taxa aumenta durante tempestades solares, o que sugere que o sputtering foi ainda mais intenso no passado, quando a atividade do Sol era mais forte.
A observação direta do sputtering confirma que esse processo foi uma das principais causas da perda atmosférica nos primórdios da história de Marte — exatamente no período em que ele perdeu sua capacidade de reter água líquida na superfície.
“Esses resultados estabelecem o papel do sputtering na perda da atmosfera de Marte e na definição da história da água em Marte”, afirmou Curry.
Impacto científico
A descoberta, publicada nesta semana na revista Science Advances, é crucial para a compreensão científica das condições que permitiram a existência de água líquida na superfície marciana — e do que isso significa para a habitabilidade do planeta bilhões de anos atrás.
Sobre a missão MAVEN
A missão MAVEN faz parte do portfólio do Mars Exploration Program da NASA.
A pesquisadora principal está baseada no Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) da University of Colorado Boulder, que também é responsável pelas operações científicas, comunicação e divulgação pública da missão.
O Goddard Space Flight Center, da NASA, em Greenbelt, Maryland, gerencia a missão MAVEN.
A espaçonave foi construída pela Lockheed Martin Space, que também é responsável pelas operações de voo.
O Jet Propulsion Laboratory (JPL), da NASA, localizado no sul da Califórnia, fornece suporte de navegação e da Deep Space Network.
Fonte: science.nasa.gov