Cientistas do Imperial College London e da Universidade de Columbia descobriram que o maior sistema de desfiladeiros do Sistema Solar continua ativo e a moldar Marte ainda hoje, milhares de milhões de anos após a sua formação inicial.

Uma nova investigação apresenta evidências sísmicas diretas de que um sismo marciano detetado pelo módulo de aterragem InSight da NASA teve origem por baixo do vasto desfiladeiro marciano, Valles Marineris, e foi causado pelo deslizamento de rochas ao longo de uma falha nas profundezas da crosta do planeta.

Esta descoberta sugere que as falhas que se formaram durante a formação e a evolução inicial de Valles Marineris, há milhares de milhões de anos, podem permanecer suficientemente frágeis para se romperem sob as tensões que atuam atualmente em Marte.

"Valles Marineris é uma das estruturas geológicas mais espetaculares de todo o Sistema Solar, mas até agora não sabíamos com certeza se as suas falhas ainda estavam ativas", afirmou Jung-Hun Song, autor principal do estudo do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College London.

"O que observamos é que esta não é apenas uma paisagem fóssil 'morta', uma vez que as falhas nas profundezas do desfiladeiro ainda podem deslizar e gerar sismos marcianos, muito tempo depois de os processos geológicos que as formaram inicialmente terem cessado".

"O nosso estudo abre possibilidades empolgantes para a descoberta de atividade sísmica em curso noutros corpos planetários que, de outra forma, poderíamos considerar geologicamente inativos".

Origens incertas

Valles Marineris é difícil de compreender à escala terrestre. Este vasto sistema de desfiladeiros estende-se por quase 3900 quilómetros ao longo de Marte, atinge até 600 quilómetros de largura e tem mais de nove quilómetros de profundidade. Isso torna-o quase nove vezes mais comprido, mais de 20 vezes mais largo e cerca de cinco vezes mais profundo do que o Grand Canyon nas suas respetivas dimensões máximas, representando assim o maior sistema de desfiladeiros do Sistema Solar.

Ilustração do módulo InSight na superfície de Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Os investigadores estudaram um evento sísmico conhecido como S0976a, registado pelo módulo InSight a 25 de agosto de 2021. O evento foi invulgar porque teve origem no lado oposto de Marte em relação ao módulo de aterragem e foi o único sismo marciano detetado durante a missão que pôde ser localizado no hemisfério ocidental do planeta.

Estudos anteriores tinham situado o evento nas proximidades da parte ocidental de Valles Marineris, mas a sua causa permanecia incerta. Em Marte, um sinal sísmico não significa necessariamente que uma falha se tenha rompido - impactos de meteoróides, deslizamentos de terra e outros processos também podem provocar vibrações no planeta.

Identificando a causa

Para determinar o que provocou S0976a, o estudo, publicado na revista Nature Communications, analisou a forma como as diferentes ondas sísmicas do evento se propagaram através de Marte e chegaram ao InSight. A partir das amplitudes e direções dessas ondas, a equipa conseguiu reconstruir o tipo de movimento que ocorreu na origem.

A melhor explicação foi um sismo marciano do tipo deslizamento lateral, no qual blocos da crosta se deslocam horizontalmente uns em relação aos outros ao longo de uma falha íngreme e profunda. A rutura ocorreu cerca de 20 a 40 quilómetros abaixo da superfície da parte ocidental de Valles Marineris.

Mapa da parte ocidental de Valles Marineris, com a estrela amarela a indicar o epicentro do sismo marciano referido no estudo. Crédito: J. Davis

A equipa testou uma vasta gama de explicações alternativas, incluindo impactos de meteoróides, deslizamentos de terra e outras formas de movimento de massas, mas esses modelos não conseguiram reproduzir as ondas sísmicas observadas. Os investigadores também examinaram as imagens de satélite disponíveis da provável região de origem, captadas após o evento, e não encontraram nenhuma cratera de impacto recente nem nenhum grande deslizamento de terra novo que pudesse explicar o sinal.

"O que torna o resultado convincente é o facto de vários tipos de evidências completamente diferentes apontarem na mesma direção", afirmou Song. "As ondas sísmicas indicam-nos que houve um movimento de deslizamento lateral numa falha bem abaixo da superfície, enquanto a geologia observada a partir de órbita revela uma região atravessada por sistemas de falhas de longa duração".

Falhas antigas e tensões modernas

Ao contrário da Terra, Marte não possui um sistema de placas tectónicas em movimento que crie e transforme continuamente grandes falhas geológicas. Em vez disso, a sua camada exterior comporta-se mais como uma única "tampa" que arrefece lentamente.

"Isto torna os nossos novos resultados particularmente importantes, uma vez que Marte nos proporciona uma experiência natural muito diferente", afirmou o coautor do estudo, o Dr. Folarin Kolawole, professor assistente na Universidade de Columbia. "Mostra que, num planeta sem placas tectónicas, as estruturas criadas há milhares de milhões de anos podem continuar a ser importantes e ainda controlar onde a crosta se quebra hoje em dia".

A orientação da falha S0976a corresponde ao que os cientistas esperariam se estruturas antigas e pré-existentes estivessem a deslizar novamente hoje, resultantes de uma combinação do arrefecimento a longo prazo do planeta, das tensões associadas à região vulcânica vizinha de Tharsis e de efeitos mais locais associados ao próprio desfiladeiro.

Novas descobertas sobre Marte

Este resultado acrescenta Valles Marineris a um conjunto pequeno, mas crescente, de regiões onde os dados do InSight revelaram falhas ativas no Marte atual. Através dos sismos marcianos registados, foram agora identificados diferentes tipos de falhas ativas sob Valles Marineris, as fissuras de Cerberus Fossae e a parte sul de Elysium Planitia, sugerindo que as tensões na crosta marciana variam consideravelmente de local para local, em vez de seguirem um padrão único em todo o planeta.

Os investigadores afirmam que as descobertas demonstram quanta informação ainda existe nos registos sísmicos enviados pelo InSight, apesar de a missão ter terminado em 2022.

"S0976a revelou-se um evento extraordinário, desempenhando um papel importante na nossa compreensão do Planeta Vermelho", afirmou o autor sénior do estudo, o Dr. Doyeon Kim, professor assistente de Ciências da Terra e Planetárias no Imperial College London.

"As suas ondas atravessaram o núcleo e ajudaram-nos a investigar a parte mais profunda de Marte, e agora estão a revelar-nos o que aconteceu na própria fonte. A partir de um único sismo marciano, podemos aprender tanto sobre o centro do planeta como sobre uma falha ativa por baixo de uma das suas paisagens mais notáveis".

// Imperial College London (comunicado de imprensa)
// Universidade de Columbia (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Communications)

Quer saber mais?

Marte:
NASA
Wikipedia
The Nine Planets
Valles Marineris (Wikipedia)

Sismo marciano:
Wikipedia

InSight:
NASA
Wikipedia