Para onde foi a água de Marte?

A água de Marte desapareceu em algum momento do passado, mas, há anos, cientistas discutem com intensidade qual foi exatamente o seu destino.

Medições obtidas por veículos exploradores como os rovers Perseverança e Curiosidade, somadas às observações de satélites em órbita - como o Orbitador de Reconhecimento de Marte (MRO) e o ExoMarte - reforçam a ideia de que o Planeta Vermelho já foi um mundo úmido, com um ciclo hidrológico ativo e dinâmico.

Hoje, porém, Marte é frio e seco. A pergunta central continua: para onde foi toda a água?

Um estudo recente, que reúne medições de pelo menos seis instrumentos distribuídos em três espaçonaves, acrescenta uma peça importante ao quebra-cabeça ao indicar que tempestades de poeira empurram vapor de água para a atmosfera marciana, onde essa água é destruída ativamente ao longo de todo o ano.

Indícios do volume antigo: a razão deutério/hidrogênio (D/H)

Especialistas consideram que, em certa época, Marte pode ter tido água suficiente na superfície para cobrir grande parte do planeta com uma lâmina de centenas de metros de profundidade. Para chegar a essa estimativa, utiliza-se uma técnica baseada na razão deutério/hidrogênio (D/H).

O deutério é um isótopo mais pesado do hidrogênio e compõe uma pequena fração dos átomos de hidrogênio presentes nas moléculas de água. Por ser mais “pesada”, essa água enriquecida em deutério (popularmente chamada de água pesada) tem menor probabilidade de ser transportada para grandes altitudes, onde a água fica mais exposta à radiação ultravioleta (UV).

Em altitudes elevadas, a radiação UV quebra a água em seus componentes; em seguida, os átomos de hidrogênio, mais leves, podem ser carregados e varridos para o espaço pelo vento solar. Com o passar do tempo, isso faz com que a proporção de deutério em relação ao hidrogênio comum aumente, já que o hidrogênio leve escapa com mais facilidade.

Em Marte, medições apontam que a razão D/H é cerca de 5 a 8 vezes maior do que a da Terra. Ao extrapolar esses valores, os cientistas concluem que o planeta já teria abrigado água suficiente para cobrir a maior parte da superfície com algumas centenas de metros de profundidade - possivelmente armazenada, em parte, na forma de gelo.

Estações em Marte: inclinação do eixo e órbita elíptica

Para entender como essa água foi embora, é essencial considerar as estações marcianas.

Marte, assim como a Terra, tem o eixo de rotação inclinado, o que cria estações do ano. A diferença é que o planeta tem uma órbita muito mais elíptica, de modo que um dos verões ocorre quando Marte está mais perto do periélio (ponto mais próximo do Sol) e, por isso, tende a ser bem mais quente do que o outro verão, que acontece próximo ao afélio (ponto mais distante do Sol).

Na prática, isso significa que os verões do hemisfério sul em Marte são mais quentes do que os do hemisfério norte. Por muito tempo, considerou-se que a principal via de perda de água para a atmosfera - e, consequentemente, para o espaço - ficava concentrada nesses períodos mais quentes do verão austral.

Tempestades de poeira no Planeta Vermelho e a destruição de água na atmosfera superior de Marte

O novo estudo, no entanto, enfraquece essa premissa ao relacionar a perda de água a um tipo muito específico de evento: uma tempestade “tipo foguete” observada no hemisfério norte alguns anos atrás.

Em geral, verões mais quentes favorecem a perda de umidade porque facilitam a injeção de água na atmosfera superior, onde ela fica menos protegida e mais suscetível à radiação UV que a dissocia em moléculas e átomos.

Durante tempestades de poeira do verão austral, partículas de poeira são lançadas para camadas médias da atmosfera e aquecem o ar em aproximadamente 15 °C. Em condições típicas, nuvens de gelo de água se formariam por volta dessa altitude, “prendendo” a água ao congelar as moléculas.

Com o aquecimento extra provocado pela poeira, essas nuvens de gelo deixam de se formar. O resultado é que a água consegue ser empurrada ainda mais para cima pelas tempestades, alcançando a atmosfera superior, onde passa a ser destruída com maior eficiência pela radiação.

Antes, imaginava-se que esse mecanismo fosse relevante sobretudo no verão do hemisfério sul. Porém, dados do ExoMarte, da Missão Marte dos Emirados (MME) e do Orbitador de Reconhecimento de Marte (MRO) registraram uma tempestade intensa durante o verão do hemisfério norte no ano marciano 37 (equivalente a 2022–2023 na Terra), com características sem precedentes nas observações anteriores.

Os registros indicam que esse evento desencadeou o mesmo processo de destruição de água esperado para o verão austral. Mais do que isso: reforçou a interpretação de que ciclos de tempestades de poeira podem lançar água para a atmosfera superior ao longo do ano inteiro, sugerindo que a destruição não ficou restrita a janelas raras ou a fases específicas da história marciana.

É verdade que a tal tempestade “tipo foguete” parece ter sido excepcionalmente forte. Ainda assim, os pesquisadores argumentam que, no passado, a inclinação do eixo de Marte pode ter sido maior e mais favorável a verões do hemisfério norte significativamente mais quentes - um cenário que teria aumentado a probabilidade de eventos desse tipo e ampliado as oportunidades para perda de água.

Outras possíveis “reservas” e por que isso importa

Mesmo com uma via atmosférica eficiente de destruição, parte da água marciana pode ter sido redistribuída para reservatórios mais difíceis de observar diretamente. Entre as possibilidades discutidas na literatura estão o gelo no subsolo, especialmente em latitudes médias, e a água incorporada em minerais hidratados na crosta. Esses destinos não eliminam a água do planeta, mas mudam onde ela fica “guardada” e como pode (ou não) voltar ao ciclo atmosférico.

Entender essas rotas também é crucial para o futuro da exploração. Se tempestades de poeira conseguem elevar água com frequência até regiões onde a radiação a destrói, isso afeta a evolução climática de longo prazo e ajuda a explicar por que Marte se tornou tão árido. Ao mesmo tempo, mapear quanto de água restou como gelo e quanto se perdeu para o espaço orienta estratégias para missões robóticas e, eventualmente, humanas - seja para ciência, seja para uso de recursos locais.

Uma peça a mais para fechar a conta da água marciana

Essa “rota extra” de escape - em que tempestades de poeira empurram água para altitudes altas, onde ela é quebrada pela radiação e o hidrogênio é removido pelo vento solar - pode ajudar a reduzir a diferença entre a quantidade de água que Marte tem hoje, o volume que se estima que já teve, e os mecanismos físicos capazes de removê-la ao longo do tempo.

Texto adaptado e reescrito a partir de uma matéria originalmente publicada no *Universo Hoje*.