A antiga atmosfera marciana ficou aprisionada nas argilas do planeta vermelho?

 Uma das grandes descobertas da exploração de Marte neste século é a confirmação de que a maior parte do dióxido de carbono na atmosfera marciana se perdeu para o espaço há 3,5 bilhões de anos devido à sua interação com o vento solar, à ausência de um forte campo magnético planetário e ao declínio da atividade vulcânica. Até o início deste século, embora se soubesse que Marte havia perdido uma grande quantidade de gases atmosféricos, havia a esperança de que uma parcela significativa do dióxido de carbono primordial estivesse armazenada em reservas de gelo nos polos, mas esse não é o caso. Ou será que é?

Marte visto em ultravioleta pelo instrumento IUVS da espaçonave MAVEN da NASA (NASA/LASP/CU Boulder).

Um artigo recente publicado na revista Science Advances pelos geólogos Joshua Murray e Oliver Jagoutz gerou alguma controvérsia ao ressuscitar a hipótese de que grande parte da atmosfera primordial não foi perdida, mas sim aprisionada na crosta marciana. Essencialmente, o dióxido de carbono teria sido absorvido por argilas, onde teria permanecido até os dias atuais. O mecanismo proposto é um tanto complexo. O dióxido de carbono não pode ser absorvido diretamente pelas argilas de forma eficiente, então os autores sugerem que, no passado, grandes massas de água líquida teriam passado por rochas ultramáficas (rochas ígneas com baixo teor de sílica e alto teor de ferro e magnésio). Essa água teria contido dióxido de carbono dissolvido, que teria reagido com a olivina nas rochas máficas, liberando hidrogênio. O hidrogênio, por sua vez, teria reagido com o dióxido de carbono para gerar metano, um composto que teria ficado aprisionado pelas argilas esmectíticas.

O dióxido de carbono dissolvido nas massas de água primordiais de Marte teria reagido com argilas esmectíticas para gerar metano, que teria ficado aprisionado nessas argilas (Murray et al.).

Com base nessas reações, Murray e Jagoutz propuseram um modelo no qual as argilas poderiam ter armazenado até 1,7 bar de dióxido de carbono, embora os autores acreditem que a estimativa mais realista varie entre 0,6 e 1,3 bar, considerando a proporção do isótopo carbono-13 observada por sondas na superfície do planeta. Para efeito de comparação, se todas as reservas de gelo de dióxido de carbono nos polos sublimassem, a pressão na atmosfera marciana aumentaria em apenas 54 milibares (o que ainda seria significativo em comparação com a pressão média atual de 6 ou 7 milibares). Mas quanto dióxido de carbono a atmosfera primitiva de Marte continha? Esse é o problema, pois ninguém sabe: os modelos da atmosfera primitiva de Marte preveem valores que variam de 0,25 a 4 bar. Em todo caso, os modelos de perda atmosférica baseados em dados de sondas como a missão MAVEN da NASA ou a sonda Al Amal, dos EUA e dos Emirados Árabes Unidos, só conseguem explicar a perda de entre 1,3 e 6,3 milibares de dióxido de carbono, daí a necessidade de buscar hipóteses alternativas que expliquem a drástica perda atmosférica que Marte sofreu há cerca de 3,5 bilhões de anos.

Dunas em depósitos de argila (HiRISE/MRO/NASA).

Névoa de hidrogênio ao redor de Marte vista em ultravioleta pelo telescópio Hubble. Marte ainda está perdendo hidrogênio hoje (NASA, ESA, STScI, John T. Clarke (Universidade de Boston)/ Joseph DePasquale (STScI)).

O problema com o modelo de Murray e Jagoutz é que existem muitas incertezas ao longo de todo o processo, desde a pressão e temperatura iniciais da atmosfera marciana até a quantidade real de argila em Marte (cuja estimativa é complicada a partir da órbita devido à poeira que cobre toda a superfície do planeta). Os depósitos observados datam de aproximadamente 3,8 a 3,6 bilhões de anos, durante o período Noachiano. A partir desse período, a massa de água líquida na superfície marciana diminuiu significativamente. Os autores calcularam que Marte possui depósitos de esmectita com uma profundidade global de 1,1 quilômetros, mas é importante notar que isso não foi confirmado por nenhuma missão espacial (vale lembrar que outros modelos propõem que as esmectitas se formaram na presença de água com um pH muito baixo — ou seja, um ambiente ácido —, talvez um tanto desfavorável ao surgimento da vida).

O clima no início da história de Marte (NASA).

Se for verdade que a atmosfera original de Marte está aprisionada nas argilas, isso revolucionaria nossa compreensão da história e evolução do Planeta Vermelho. O modelo ajudaria a explicar como Marte pôde perder sua atmosfera tão rapidamente, mas resta saber por que essa absorção ocorreu precisamente durante esse período e não antes. De qualquer forma, se estiver correto, esse modelo abre caminho para que futuros exploradores extraiam metano das argilas marcianas.