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O que as calotas de gelo em Marte revelam sobre o clima do planeta?

·3 minuto de leitura

Devido a sua inclinação, Marte passa por mudanças nas estações, cujas variações de temperatura resultam em interações entre a atmosfera e calotas de gelo presentes no planeta. Com essas mudanças, as calotas presentes em um hemisfério crescem, enquanto as do outro encolhem. Assim, em um novo estudo, uma equipe internacional de pesquisadores investigou esse processo através de dados da missão Mars Global Surveyor (MGS), e os resultados podem mostrar como ocorrem as variações no clima do planeta de acordo com as mudanças sazonais.

Hoje, já se sabe que as calotas de Marte são formadas por três partes. A primeira delas é a calota polar residual ou permanente, formada por camadas espessas de gelo de água no polo norte e uma camada de dióxido de carbono congelado em coberturas de 8 m de espessura, localizadas no polo sul. Abaixo dela, ficam os depósitos em camadas polares (PLDs), cuja espessura pode chegar a alguns quilômetros e são formados por água congelada e poeira.

"Aranhas" emergindo da calota de dióxido de carbono, no polo sul de Marte (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)
"Aranhas" emergindo da calota de dióxido de carbono, no polo sul de Marte (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Depois, vem a calota de gelo sazonal, composta por dióxido de carbono, que ocorre durante o inverno no topo dessas outras estruturas permanentes. Os autores trabalharam com essa camada para entender como ela é afetada pelas variações de temperatura sazonais e radiação da luz solar, bem como isso se relaciona às variações anuais do clima de Marte.

Haifeng Xiao, autor que liderou o estudo, descreve que, a cada ano no Planeta Vermelho, cerca de 30% da massa de dióxido de carbono da atmosfera passa por trocas com as superfícies polares durante a sublimação ou deposição sazonal. Por isso, as variações temporais dos níveis e volumes do gelo e neve associados a esse processo podem trazer restrições cruciais ao sistema climático de Marte e aos modelos de circulação de voláteis.

Ele considera também que o acúmulo sazonal do composto congelado, que forma as calotas polares sazonais, pode ser influenciado por outros processos, como tempestades de poeira. Por isso, as variabilidades de curto e longo prazo nas calotas podem também indicar as variabilidades do clima do planeta. O ano em Marte dura 687 dias terrestres, e as mudanças sazonais que ocorrem fazem com que o dióxido de carbono atmosférico vá do polo norte ao sul e vice-versa. Isso faz com que grandes quantidades de poeira e vapor d’água sejam transportadas, criando geadas e nuvens que podem ser vistas do espaço.

O processo de sublimação também está por trás de outros fenômenos, como os sulcos esculpidos nas dunas do norte marciano. Assim, entender a relação entre as calotas polares sazonais e a formação de estruturas geológicas pode nos ajudar a entender melhor o ambiente de Marte. Para isso, os autores utilizaram os dados obtidos pelo instrumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), presente na MGS, para conseguir medidas precisas das dimensões das calotas do planeta ao longo do tempo reprocessando dados obtidos recentemente.

Dunas próximas do polo norte de Marte (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)
Dunas próximas do polo norte de Marte (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

Essas informações foram registradas em um Modelo de Terreno Digital (DTM) para eles compreenderem as variações sazonais da espessura do dióxido de carbono congelado, e propuseram também um procedimento de correção para aumentar a precisão das medidas das mudanças. Como resultado, eles conseguiram medidas das variações de altura com uma precisão de aproximadamente 4,9 cm, e das variações entre picos com precisão de 2,2 m.

As medidas obtidas permitem que os cientistas planetários saibam mais sobre o clima do planeta e das mudanças, além de auxiliar também no planejamento de futuras missões robóticas e, quem sabe, tripuladas, para lá. A equipe estendeu esses resultados para o polo sul inteiro do planeta, região que esperam investigar melhor em um estudo que ainda será publicado. Além disso, eles também planejam comparar os resultados com obtidos com aqueles da sonda Mars Reconnaissance Orbiter.

O artigo com os resultados do estudo foi disponibilizado no repositório online arXiv, sem revisão de pares.

Fonte: Canaltech

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