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MARS EXPRESS DETETA ÁGUA LÍQUIDA ESCONDIDA SOB O POLO SUL DE MARTE
27 de julho de 2018

 


A Mars Express da ESA usou sinais de radar refletidos através de camadas subterrâneas de gelo para encontrar evidências de um lago de água enterrado por baixo da calota polar sul.
Foram feitas 29 observações dedicadas entre 2012 e 2015 na região Planum Australe, no polo sul, usando o instrumento MARSIS. Um novo modo de operações, estabelecido neste período, permitiu recuperar uma qualidade mais alta de dados do que anteriormente na missão.
A área de estudo com 200 km está indicada na imagem à esquerda e as impressões de radar na superfície são indicadas na imagem do meio para múltiplas órbitas. A imagem de fundo em tons de cinza é uma imagem do instrumento THEMIS (Thermal Emission Imaging System) a bordo da Mars Odyssey da NASA e destaca a topografia subjacente: uma planície sem características, com escarpas de gelo no canto inferior direito (o sul é para cima).
As impressões estão codificadas por cores, correspondendo à "potência" do sinal de radar refletido por características abaixo da superfície. A grande área azul perto do centro corresponde à área do sinal brilhante de radar, detetado em muitas órbitas sobrepostas da sonda.
À direita está um perfil de radar subsuperficial para uma das órbitas de Marte. A característica horizontal brilhante no topo representa a superfície gelada de Marte nesta região. Os depósitos em camadas no polo sul - camadas de gelo e poeira - são vistos até uma profundidade de mais ou menos 1,5 km. Por baixo encontra-se uma camada que nalgumas áreas é ainda muito mais brilhante do que os reflexos de superfície, destacados em azul, enquanto noutros locais é bastante difusa. A análise dos detalhes dos sinais refletidos pela camada forneceu propriedades que correspondem a água líquida.
Os reflexos mais brilhantes centram-se a 193º E/81º S nas órbitas que se cruzam, destacando uma zona bem definida com 20 km de largura.
Crédito: Mapa de contexto - NASA/Viking; fundo do THEMIS - NASA/JPL-Caltech/Universidade Estatal do Arizona; dados do MARSIS - ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. de Roma; R. Orosei et al. 2018
(clique na imagem para ver versão maior)

 

Dados de radar, recolhidos pela Mars Express da ESA, apontam para um lago de água líquida sob camadas de gelo e poeira na região polar sul de Marte.

As evidências do passado aquático do Planeta Vermelho são prevalentes em toda a sua superfície, na forma de vastas redes de vales fluviais secos e canais gigantescos claramente fotografados por satélites em órbita. Os orbitadores, juntamente com veículos de aterragem e rovers que exploram a superfície marciana, também descobriram minerais que só se podem formar na presença de água líquida.

Mas o clima mudou significativamente ao longo da história de 4,6 mil milhões de anos do planeta e a água líquida não pode existir hoje à superfície, por isso os cientistas procuram-na no subsolo. Os primeiros resultados da sonda Mars Express, que celebra 15 anos no próximo mês de dezembro, já tinham indicado a presença de água gelada nos polos do planeta e também enterrada em camadas intercaladas de poeira.

Há muito tempo que se suspeitava da presença de água líquida na base das calotas polares; afinal de contas, a partir de estudos na Terra, é bem conhecido que o ponto de fusão da água diminui sob a pressão de um glaciar sobrejacente. Além disso, a presença de sais em Marte poderia reduzir ainda mais o ponto de fusão da água e manter a água líquida mesmo em temperaturas abaixo de zero.

Mas, até agora, as evidências do instrumento MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument), o primeiro sonar de radar a orbitar outro planeta, permaneceram inconclusivas.

Foi necessária a persistência de cientistas que trabalham com este instrumento de estudo da subsuperfície para desenvolver novas técnicas a fim de recolher o máximo possível de dados de alta resolução e assim confirmar a sua interessante conclusão.

O radar de penetração do solo usa um método de envio de pulsos de radar para a superfície e determina quanto tempo levam para que sejam refletidos de volta para a espaçonave e com que intensidade. As propriedades do material entre eles influenciam o sinal de retorno, que pode ser usado para mapear a topografia subsuperficial.

A investigação de radar mostra que a região polar sul de Marte é constituída por várias camadas de gelo e poeira até uma profundidade de aproximadamente 1,5 km na área com 200 km de largura analisada neste estudo. Foi identificado um reflexo de radar particularmente brilhante, por baixo dos depósitos em camadas, numa zona com 20 km de largura.

Analisando as propriedades dos sinais de radar refletidos, tendo em consideração a composição dos depósitos em camadas e o perfil de temperatura esperado abaixo da superfície, os cientistas interpretam a característica brilhante como uma interface entre o gelo e um corpo estável de água líquida, que pode estar saturado com sedimentos salgados. Para que o MARSIS seja capaz de detetar tal mancha de água, precisará de ter pelo menos várias dezenas de centímetros de espessura.

"Esta anomalia da subsuperfície de Marte tem propriedades de radar que coincidem com as da água ou de sedimentos ricos em água," comenta Roberto Orosei, investigador principal do MARSIS e autor principal do artigo publicado na revista Science.

"Esta é apenas uma pequena área de estudo; é uma perspetiva empolgante pensar que podem haver mais destas bolsas subterrâneas de água noutros lugares, ainda por descobrir."

"Nós vimos algumas interessantes características de subsuperfície durante anos, mas não conseguíamos reproduzir o resultado de órbita para órbita, porque as taxas de amostragem e resolução dos nossos dados eram muito baixas anteriormente," acrescenta Andrea Cicchetti, gerente de operações do MARSIS e coautora do novo artigo.

"Tivemos que criar um novo modo de operação para contornar algum processamento interno e despoletar uma taxa de amostragem mais alta e, assim, melhorar a resolução da área de cobertura do nosso conjunto de dados: agora vemos coisas que simplesmente não eram possíveis antes."

A descoberta lembra um pouco o Lago Vostok, descoberto a mais ou menos 4 km abaixo do gelo na Antártica. Sabe-se que algumas formas de vida microbiana prosperam nos ambientes subglaciais da Terra, mas será que bolsas subterrâneas de água salgada e rica em sedimentos em Marte também fornecem um habitat adequado, seja agora ou no passado? Será que a vida alguma vez existiu em Marte? Esta permanece uma questão em aberto e é uma que as missões ao Planeta Vermelho, incluindo a atual sonda europeia e russa, a ExoMars, e o futuro rover, vão continuar a explorar.

"A longa duração da Mars Express e o esforço exaustivo feito pela equipa de radar para superar muitos desafios analíticos permitiram alcançar este resultado tão esperado, demonstrando que a missão e a sua carga científica ainda têm um grande potencial," comenta Dmitri Titov, cientista do projeto Mars Express da ESA.

"Esta descoberta emocionante é um destaque para a ciência planetária e vai contribuir para a nossa compreensão da evolução de Marte, da história da água no nosso planeta vizinho e para a sua habitabilidade."

A Mars Express foi lançada no dia 2 de junho de 2003 e celebra 15 anos em órbita no dia 25 de dezembro deste ano.

 


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Impressão de artista da sonda Mars Express: O fundo é baseado numa imagem verdadeira de Marte obtida pela câmara de alta resolução da sonda.
Crédito: sonda - ESA/ATG medialab; Marte - ESA/DLR/FU Berlin
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A sonda Mars Express da ESA usou sinais de radar refletidos por camadas subterrâneas de gelo para identificar um lago de água enterrado abaixo da superfície.
Esta imagem mostra um exemplo de perfil de radar para uma das 29 órbitas sobre a região de estudo com 200x200 km no polo sul de Marte. Os depósitos em camadas no polo sul - camadas de gelo e poeira - são vistos até uma profundidade de mais ou menos 1,5 km. Por baixo encontra-se uma camada que nalgumas áreas é ainda muito mais brilhante do que os reflexos de superfície, enquanto noutros locais é bastante difusa. Os reflexos mais brilhantes centram-se a 193º E/81º S nas órbitas que se cruzam, destacando uma zona bem definida com 20 km de largura, interpretada como sendo um lago de água líquida.
Crédito: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Roma; R. Orosei et al. 2018
(clique na imagem para ver versão maior)


A ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) captou esta imagem de parte da calota polar sul de Marte no dia 13 de maio de 2018.
Os polos de Marte têm grandes calotas semelhantes às da Terra na Gronelândia e na Antártida. Estas calotas são compostas principalmente por água gelada e foram depositadas em camadas que contêm quantidades variáveis de poeira.
Graças a desfiladeiros massivos que dissecam os depósitos em camadas, sondas em órbita podem ver a estrutura interna em camadas. A ExoMars, com o seu instrumento CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System), viu este segmento de 7x38 km de depósitos de camadas geladas que se estende para norte até 73º S.
Aqui, o CaSSIS fotografou remanescentes de depósitos numa cratera nesta margem. As belas variações de cor e brilho das camadas são visíveis através dos filtros de cor da câmara. A imagem realça o gelo brilhante e os depósitos mais avermelhados de poeira no topo.
O programa ExoMars é um esforço conjunto entre a ESA e a Roscosmos.
Crédito: ESA/Roscosmos/CaSSIS
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