O mistério da água de Marte se aprofunda com as últimas descobertas de águas subterrâneas

Pesquisas indicam que é antigo Marte Tinha uma recarga mínima de água subterrânea e diferia significativamente da dinâmica da água na Terra, afectando a nossa compreensão do seu clima e ajudando futuras missões a Marte.

Marte já foi um mundo úmido. O registo geológico do Planeta Vermelho mostra evidências de água fluindo na superfície – desde deltas de rios até vales escavados por inundações massivas.

Mas um novo estudo mostra que não importa quanta chuva tenha caído no antigo Marte, pouca dela penetrou no aquífero nas terras altas do sul do planeta.

Um estudante de pós-graduação da Universidade do Texas em Austin fez a descoberta modelando a dinâmica de recarga das águas subterrâneas de um aqüífero usando uma variedade de métodos – desde modelos de computador até cálculos simples.

Marte em cores reais, capturado pela Missão Emirates Mars em agosto de 2021. Fotografia: Kevin M. Gill

Recarga de águas subterrâneas em Marte

Independentemente da complexidade, os resultados convergiram para a mesma resposta – escassos 0,03 mm de recarga de água subterrânea por ano, em média. Isto significa que onde quer que a chuva tenha caído no modelo, apenas uma média de 0,03 milímetros por ano teria entrado no aquífero e continuado a produzir as restantes formas de relevo no planeta hoje.

Para efeito de comparação, a taxa anual de recarga de águas subterrâneas para os aquíferos Trinity e Edwards Trinity, que fornecem água a San Antonio, geralmente varia de 2,5 a 50 milímetros por ano, ou cerca de 80 a 1.600 vezes a taxa de recarga do aquífero marciano calculada pelos pesquisadores.

Há uma variedade de razões possíveis para taxas tão baixas de fluxo de água subterrânea, disse o autor principal Eric Hiatt, estudante de doutorado na Jackson School of Geosciences. Quando choveu, a água pode ter invadido principalmente a paisagem marciana como escoamento. Ou talvez não tenha chovido muito.

Implicações para o clima e exploração de Marte

Estes resultados podem ajudar os cientistas a restringir as condições climáticas capazes de produzir chuva no início de Marte. Eles também indicam um sistema de água completamente diferente no Planeta Vermelho do que existe hoje na Terra.

“O fato de as águas subterrâneas não serem um grande problema pode significar que outras coisas também o são”, disse Hiatt. “Isto pode exagerar a importância do escoamento, ou pode significar que não choveu tanto em Marte. Mas é fundamentalmente diferente da forma como pensamos sobre isso.” [water] No chão.”

Os resultados foram publicados na revista Icaro. Os co-autores deste artigo são Muhammad Afzal Shadab, estudante de doutorado na Jackson School, e os membros do corpo docente Sean Gulick, Timothy Goode e Mark Hess.

Autor principal Eric Hiatt, estudante de doutorado na Escola de Geociências UT Austin Jackson, com um globo de Marte. Crédito: Universidade do Texas em Austin/Jackson School of Geosciences

Os modelos utilizados no estudo funcionam simulando o fluxo das águas subterrâneas num ambiente de “estado estacionário”, onde a entrada e a saída de água no aquífero são equilibradas. Os cientistas então variaram os fatores que influenciam o fluxo – por exemplo, onde a chuva caiu ou a porosidade média das rochas – e observaram quais outras variáveis ​​teriam que mudar para manter o estado estacionário e quão plausíveis eram essas cargas.

Embora outros investigadores tenham simulado o fluxo das águas subterrâneas em Marte utilizando técnicas semelhantes, este modelo é o primeiro a incorporar a influência dos oceanos que existiam em Marte há mais de três mil milhões de anos nas bacias de Hellas, Argyri e Borealis.

O estudo também inclui dados topográficos recentes coletados por satélite. Hiatt disse que as paisagens modernas ainda mantêm uma das características topográficas mais antigas e influentes do planeta – a extrema diferença de elevação entre o hemisfério norte – as terras baixas – e o hemisfério sul – as terras altas – conhecida como a Grande Divisão. Esta divisão mantém sinais de que a água do fundo subiu para a superfície no passado, à medida que a água subterrânea subia do aquífero para a superfície. Os pesquisadores usaram marcadores geológicos de eventos de ressurgência anteriores para avaliar os resultados de vários modelos.

Através de vários modelos, os investigadores descobriram uma taxa média de recarga de águas subterrâneas de 0,03 milímetros por ano, o que corresponde muito ao que é conhecido a partir do registo geológico.

A busca não se limita apenas à compreensão do passado do Planeta Vermelho. Também tem implicações para a futura exploração de Marte. Compreender o fluxo das águas subterrâneas pode ajudar a determinar onde encontrar água hoje, disse Hiatt. Esteja você procurando sinais de vida antiga, tentando apoiar exploradores humanos ou produzindo combustível para foguetes para retornar à Terra, é essencial saber onde é mais provável que a água esteja.

Referência: “Recarga limitada do Aquífero Southern Highlands no início de Marte” por Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. Jude e Mark A. Hesse, 9 de setembro de 2023, Icaro.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

A pesquisa foi financiada por NASAe o Instituto de Geofísica da Universidade do Texas e o Centro de Habitação Planetária da UT.