ORA VEMOS, ORA NÃO: CIENTISTAS MAIS PERTO DE EXPLICAR O MISTÉRIO DO METANO DE MARTE 2 de julho de 2021
O rover Curiosity da NASA capturou este "selfie" no dia 15 de junho de 2018, o 2082.º dia marciano, ou sol, da sua missão. Uma tempestade de poeira reduziu a luz solar e a visibilidade no local do rover. No grande pedregulho perto do centro da imagem (esquerda do rover) pode ver-se um pequeno buraco feito pela broca do rover. Os autoretratos são criados usando imagens obtidas pelo instrumento MAHLI (Mars Hands Lens Imager) do Curiosity.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Relatos de deteções de metano em Marte têm cativado cientistas e não cientistas. Na Terra, uma quantidade significativa de metano é produzida por micróbios que ajudam a maioria dos animais a digerir as plantas. Este processo de digestão termina com o gado exalando ou arrotando o gás para o ar.
Embora não haja gado, ovelhas ou cabras em Marte, a descoberta de metano é empolgante porque pode significar que os micróbios estavam, ou estão, a viver no Planeta Vermelho. No entanto, o metano pode não ter nada a ver com micróbios ou qualquer outra biologia; processos geológicos que envolvem a interação de rochas, água e calor também o podem produzir.
Antes de identificar as fontes de metano em Marte, os cientistas têm que resolver uma questão que os atormenta: porque é que alguns instrumentos detetam o gás enquanto outros não? O rover Curiosity da NASA, por exemplo, detetou metano repetidamente logo acima da superfície da Cratera Gale. Mas o orbitador ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) da ESA não detetou nenhum metano mais alto na atmosfera marciana.
"Quando o TGO começou a trabalhar em 2016, esperava que a equipa científica relatasse uma pequena quantidade de metano espalhada por Marte," disse Chris Webster, líder do instrumento TLS (Tunable Laser Spectrometer) do laboratório de química SAM (Sample Analysis at Mars) a bordo do rover Curiosity.
O TLS mediu menos de 0,5 partes por milhar de milhão em volume de metano, em média, na Cratera Gale. Isto é o equivalente a cerca de uma pitada de sal diluído numa piscina olímpica. Estas medições foram pontuadas por picos desconcertantes de até 20 partes por milhar de milhão em volume.
"Mas quando a equipa europeia anunciou a não deteção de metano, fiquei definitivamente em choque," disse Webster, que trabalha no JPL da NASA no sul do estado norte-americano da Califórnia.
A nave europeia foi construída para ser o padrão de ouro na medição de metano e de outros gases por todo o planeta. Ao mesmo tempo, o TLS do Curiosity é tão preciso que será usado para a deteção precoce de incêndios a bordo da Estação Espacial Internacional e para rastrear os níveis de oxigénio nos fatos dos astronautas. Também foi licenciado para utilização em centrais elétricas, oleodutos e aviões de combate, onde os pilotos podem monitorizar os níveis de oxigénio e dióxido de carbono nas suas máscaras faciais.
Ainda assim, Webster e a equipa do SAM ficaram surpreendidos pelas descobertas do orbitador europeu e imediatamente começaram a examinar as medições do TLS em Marte.
Alguns especialistas sugeriram que era o próprio rover a libertar o gás. "Então, examinámos as correlações com a direção do veículo, o solo, o esmagar das rochas, a degradação das rochas – tudo o possível," disse Webster. "Eu não consigo exagerar o esforço que a equipa colocou ao olhar para cada pequeno detalhe a fim de garantir que estas medições estão corretas, e estão."
Webster e a sua equipa relataram os seus resultados num artigo publicado na revista Astronomy & Astrophysics.
Enquanto a equipa do SAM trabalhava para confirmar as suas deteções de metano, outro membro da equipa científica do Curiosity, o cientista planetário John E. Moores da Universidade de York em Toronto, publicou em 2019 uma previsão intrigante. "Peguei no que alguns dos meus colegas chamam de uma perspetiva muito canadiana sobre o assunto, no sentido em que fiz a pergunta: 'E se o Curiosity e o orbitador TGO estiverem ambos certos?'", disse Moores.
Moores, assim como outros membros da equipa Curiosity que estudam os padrões de vento na Cratera Gale, levantaram a hipótese de que a discrepância entre as medições de metano se resume à hora do dia em que são feitas. Por precisar de muita energia, o TLS opera principalmente à noite, quando nenhum outro instrumento do Curiosity está a funcionar. A atmosfera marciana é calma à noite, explicou Moores, de modo que o metano que vaza do solo acumula-se perto da superfície, onde o Curiosity o pode detetar.
A sonda ExoMars TGO, por outro lado, requer luz solar para localizar o metano a cerca de 5 km acima da superfície. "Qualquer atmosfera próxima da superfície de um planeta passa por um ciclo diário," disse Moores. O calor do Sol agita a atmosfera à medida que o ar quente sobe e o ar frio desce. Assim, o metano que fica confinado perto da superfície à noite é misturado à atmosfera mais ampla durante o dia, o que o dilui para níveis indetetáveis. "Portanto, percebi que nenhum instrumento, especialmente em órbita, conseguiria ver alguma coisa," disse Moores.
Imediatamente, a equipa do Curiosity decidiu testar a previsão de Moores recolhendo as primeiras medições diurnas de alta precisão. O TLS mediu o metano consecutivamente ao longo de um dia marciano, comparando uma medição noturna com duas diurnas. Com cada experiência, o SAM sugava o ar marciano durante duas horas, removendo continuamente o dióxido de carbono, que constitui 95% da atmosfera do planeta. Isto deixava uma amostra concentrada de metano que o TLS poderia facilmente medir, passando um feixe laser infravermelho através dela muitas vezes, um laser que está ajustado para usar um comprimento de onda preciso de luz que é absorvido pelo metano.
"John previu que o metano deveria efetivamente cair para zero durante o dia, e as nossas duas medições diurnas confirmaram isso," disse Paul Mahaffy, investigador principal do SAM, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. A medição noturna do TLS encaixa perfeitamente na média que a equipa já estabeleceu. "Assim sendo, esta é uma maneira de acabar com esta grande discrepância," disse Mahaffy.
Embora este estudo sugira que as concentrações de metano aumentam e diminuem ao longo do dia à superfície da Cratera Gale, os cientistas ainda precisam de resolver o quebra-cabeças do metano global de Marte. O metano é uma molécula estável com um tempo de vida esperado de mais ou menos 300 anos em Marte, antes de ser dilacerada pela radiação solar. Se o metano está a vazar constantemente de todas as crateras semelhantes, que os cientistas suspeitam ser provável tendo em conta que Gale não é geologicamente única, então deverá ter-se acumulado na atmosfera uma quantidade suficiente para a sonda ExoMars TGO o conseguir detetar. Os cientistas suspeitam que algo está a destruir o metano em menos de 300 anos.
Estão em andamento experiências para testar se descargas elétricas de nível muito baixo, induzidas por poeira na atmosfera marciana, podem destruir o metano, ou se o oxigénio abundante à superfície marciana destrói rapidamente o metano antes que alcance a atmosfera superior.
"Nós precisamos de determinar se existe um mecanismo de destruição mais rápido do que o normal para reconciliar totalmente os conjuntos de dados do rover e do orbitador," disse Webster.
O rover Curiosity da NASA capturou estas nuvens à deriva no dia 7 de maio de 2019, o 2400.º dia marciano, ou sol, da sua missão. O Curiosity usou as suas câmaras de navegação a preto e branco para tirar as fotos. As nuvens estão provavelmente 31 km acima da superfície.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
