Marte é infame pelas suas intensas tempestades de poeira, algumas das quais levantam poeira suficiente para serem vistas por telescópios na Terra.

Quando as partículas de poeira se "esfregam" umas nas outras, como acontece nas tempestades marcianas, podem tornar-se eletrificadas, transferindo carga elétrica positiva e negativa da mesma forma que acumulamos eletricidade estática ao "esfregar" as meias num tapete.

Fortes campos magnéticos acumulam-se nas tempestades de poeira na Terra, pelo que talvez não seja de surpreender que isto também aconteça em Marte. Mas e o que acontece a seguir? Provavelmente, não um relâmpago repentino, como seria de esperar na Terra.

Em vez disso, a cientista planetária Alian Wang da Universidade de Washington em St. Louis pensa que a descarga elétrica em Marte provavelmente parece mais um brilho ténue (nenhum dos "landers", rovers ou outras missões capturaram uma imagem real de descargas elétricas).

Impressão de artista de eletricidade numa tempestade de poeira.
Crédito: NASA

"Pode ser um pouco como a aurora nas regiões polares da Terra, onde os eletrões energéticos colidem com espécies atmosféricas diluídas", disse Wang, professora de Ciências da Terra e Planetárias.

Espetacular ou não, esta "pseudoaurora" marciana ainda é poderosa.

O novo estudo de Wang, publicado na revista Geophysical Research Letters, mostra que a eletricidade nas tempestades de poeira pode ser a principal força motriz do ciclo do cloro marciano.

Os cientistas consideram o cloro como um dos cinco elementos que são "móveis" em Marte (os outros são o hidrogénio, o oxigénio, o carbono e o enxofre). Isto significa que o cloro, em diferentes formas, move-se para trás e para a frente entre a superfície e a atmosfera em Marte. No solo, os depósitos de cloreto - que são semelhantes às planícies de sal na Terra - estão generalizados. Estes depósitos de cloreto formaram-se provavelmente na história inicial de Marte como sais de cloreto precipitados de salmoura.

No novo estudo, Wang mostra que uma forma particularmente eficiente de mover o cloro do solo para o ar em Marte é através de reações desencadeadas por descargas elétricas geradas em atividades de poeira marciana.

Wang e colegas realizaram uma série de experiências que obtiveram elevados rendimentos de gases clorados a partir de cloretos comuns - tudo "zapeando" sais sólidos com descargas elétricas em condições semelhantes às de Marte. Realizaram estas experiências utilizando uma câmara de simulação planetária na Universidade de Washington (de nome PEACh, "Planetary Environment and Analysis Chamber").

"A elevada taxa de libertação de cloro dos cloretos comuns, revelada por este estudo, indica um caminho promissor para converter cloretos à superfície para as fases gasosas que agora vemos na atmosfera", disse Kevin Olsen, investigador da Open University, no Reino Unido, e coautor do novo estudo.

"Estas descobertas sugerem que as atividades da poeira marciana podem impulsionar um ciclo global do cloro. Com a ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter), vemos repetidas atividades sazonais que coincidem com tempestades de poeira globais e regionais", disse.

A sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA capturou esta imagem de uma tempestade de poeira em novembro de 2007.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Mais fácil em Marte do que na Terra

"A eletrificação friccional é um processo comum no nosso Sistema Solar, com as atividades da poeira marciana conhecidas por serem uma poderosa fonte de acumulação de carga elétrica", explicou Wang. "A atmosfera fina de Marte torna muito mais fácil a quebra de campos elétricos acumulados sob a forma de descarga eletrostática. Na verdade, é cem vezes mais fácil em Marte do que na Terra".

Os cientistas envolvidos nas missões Viking, que aterraram em Marte na década de 1970, propuseram pela primeira vez que as tempestades de poeira podiam ser uma fonte da nova química reativa no Planeta Vermelho.

No entanto, os efeitos químicos das atividades da poeira eram difíceis de estudar. Certas oportunidades de missões, como a ExoMars Schiaparelli EDM, lançada em 2016, terminaram em fracasso. Os cientistas voltaram-se para modelos e estudos experimentais.

Nos últimos anos, Wang e outros cientistas publicaram investigações que mostram que quando a descarga eletrostática interage com sais de cloro num ambiente rico em dióxido de carbono parecido com Marte, pode gerar percloratos e carbonatos e também libertar cloro como gás.

Mas este novo estudo é o primeiro a tentar quantificar estas substâncias químicas que são, efetivamente, produzidas durante os eventos de tempestade de poeira.

"As taxas de reação são enormes", disse Wang. "É importante notar que o cloro libertado num processo de descarga eletrostática de curta duração e de força média está a um nível percentual". Isto significa que durante uma experiência de descarga eletrostática simulada de sete horas, pelo menos uma em cada 100 moléculas de cloro é decomposta e depois liberta o seu átomo de cloro para a atmosfera.

Similares, mas ligeiramente inferiores, as taxas de formação de carbonatos e percloratos estão a níveis subpercentuais", disse Wang.

Estes altos rendimentos levam Wang e a sua equipa a pensar que as atividades da poeira marciana podem ser ligadas a três fenómenos globais recentemente revelados pelas missões a Marte.

A descarga elétrica pode ser ligada às concentrações extremamente elevadas de perclorato e carbonato a nível global no solo superior marciano, acrescentou. Quantitativamente, os limites superiores dos intervalos de concentração observados podem ser acumulados pela descarga elétrica induzida pela tempestade de poeira em menos de metade da época amazoniana, o período mais recente da história de Marte, que se pensa ter começado há cerca de 3 mil milhões de anos. Além disso, o elevado rendimento dos átomos de cloro libertados pelos cloretos pode ser responsável pelas elevadas concentrações de cloreto de hidrogénio observadas na atmosfera marciana durante as estações de poeira de 2018 e 2019, quando se supõe que 1 a 10 cm da espessura das poeiras superficiais marcianas seriam levantadas por uma tempestade global de poeira.

"Nenhum outro processo que conheçamos pode fazer isto", disse Wang, "especialmente com um rendimento quantitativamente tão elevado de libertação de cloro".

// Universidade de Washington em St. Louis (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Geophysical Research Letters)

Quer saber mais?

Marte:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia
Tempestades de poeira (Wikipedia)

ExoMars TGO:
ESA
Wikipedia