Embora as imagens da NASA tenham revelado indícios de antigos rios e lagos em Marte que se transformaram em dunas secas, permanece a incerteza quanto ao momento em que ocorreram as mudanças ambientais que podem ter contribuído para essas transformações.

Agora, dados recolhidos pelo rover Curiosity da NASA revelaram que cristais individuais na hematite, um óxido de ferro, podem ser usados como um marcador mineralógico das mudanças no clima antigo de Marte. Como a forma e a estrutura destes cristalitos refletem as condições - tais como temperatura e presença de água - sob as quais se formaram, podem servir como um indicador de quando essas mudanças ocorreram.

Os cientistas estudaram 20 amostras recolhidas pelo Curiosity em várias elevações ao longo da Cratera Gale para um artigo científico publicado na passada quinta-feira na revista Science. As paredes da Cratera Gale revelam a história ambiental de Marte camada por camada, com as menores elevações a capturar os seus primeiros anos. A equipa analisou dados do instrumento CheMin (Chemistry and Minerology) do rover e descobriu que a hematite apresentava tamanhos de cristalitos diferentes em diferentes elevações. Descobriram também que a goethite, um mineral que normalmente se forma juntamente com a hematite, estava ausente nas amostras de menores elevações, mas ainda presente nas amostras de maiores elevações. Isto sugere que águas subterrâneas quentes podem ter permanecido até 4,7 milhões de anos nas camadas mais profundas da Cratera Gale e que, durante grande parte desse tempo, estes aquíferos de longa duração poderiam ter sido potencialmente habitáveis.

Esta imagem mostra as 20 amostras obtidas pelo rover Curiosity na Cratera Gale, que foram analisadas para este estudo. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

"O que descobrimos foi que, nas rochas enterradas, se mantiveram condições quentes e húmidas durante longos períodos, apesar de o clima de Marte se ter tornado mais frio", afirmou Tanya Peretyazhko, coautora principal do estudo e cientista planetária do Centro Espacial Johnson da NASA, em Houston, EUA. "Isso significa que, nas profundezas dessas rochas, essas condições mais quentes poderiam ter favorecido a habitabilidade por períodos de tempo muito mais longos, desde que outros fatores essenciais estivessem presentes".

Os óxidos de ferro são considerados indicadores da atividade da água, pois formam-se na sua presença. Este estudo mostra que a hematite também pode ser um marcador de alterações climáticas com base no tamanho e na estrutura dos seus cristalitos, que mudam sob diferentes temperaturas. Os cientistas descobriram que os cristalitos de hematite provenientes de maiores elevações na Cratera Gale tinham menos de 10 nanómetros, enquanto os cristalitos de locais mais baixos eram geralmente maiores, atingindo até 65 nanómetros. Estas descobertas coincidiram com as observações de que as amostras de maiores elevações continham tanto hematite como goethite, enquanto as amostras de menores elevações não continham goethite.

Concluíram que, em condições mais quentes, quando o pH da água é neutro ou ligeiramente alcalino, a goethite pode transformar-se em hematite. Estas condições mais quentes também favoreceram um aumento do tamanho dos cristalitos de hematite nas camadas mais profundas da Cratera Gale, através de um processo conhecido como amadurecimento de Ostwald, no qual os cristalitos mais pequenos se dissolvem e contribuem para o crescimento dos maiores.

"Isto pode indicar que as camadas superiores eram mais frias e não tinham água suficiente, ou que a presença de água foi de duração relativamente curta, pelo que os cristalitos não tiveram tempo e condições suficientes para crescer em tamanho", afirmou Peretyazhko. "Mas as camadas inferiores tiveram água quente durante muito tempo, o que permitiu que esses cristalitos crescessem".

Um destaque único deste estudo é que os dados provêm de amostras marcianas, em vez de modelos teóricos. O braço robótico do Curiosity colocou rocha em pó no funil de entrada do CheMin, onde foi analisada. "Com os padrões de difração de raios X do CheMin, podemos observar o tamanho e as dimensões do cristal de hematite, informações que não podem ser obtidas através da análise por satélite da superfície marciana", afirmou Tom Bristow, investigador principal do instrumento CheMin no Centro de Investigação Ames da NASA, em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia.

Ashwin Vasavada, cientista responsável pelo projeto Curiosity no JPL da NASA, no sul da Califórnia, afirmou que o CheMin é capaz de realizar medições com uma precisão científica extraordinária.

"Não se limita a indicar que existe hematite", explicou Vasavada. "É possível utilizar os dados para determinar o tamanho e a forma dos cristalitos de hematite, bem como a presença de outros minerais relacionados, elementos todos necessários para chegar a este resultado".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)

Quer saber mais?

Hematite:
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Goethite:
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Amadurecimento de Ostwald:
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Marte:
NASA
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The Nine Planets

Cratera Gale:
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Rover Curiosity:
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