A Atmosfera de Marte

“O Marciano” (filme) estreou-se há pouco e teve o apoio científico e tecnológico da NASA. Nesta sequência a NASA tem anunciado resultados científicos muito interessantes, que corroboram o que já era conhecido, mas com resultados melhorados pelas medições realizadas pelas sondas que estão à superfície e a gravitar o planeta. Desde Setembro de 2014, o orbitador Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) tem recolhido informação da alta atmosfera, da ionosfera e interação com o vento solar, o que permite estudar os processos de perda (actual) de gás na atmosfera marciana e sua dependência com factores sazonais e geográficos.

Os modelos de evolução atmosférica planetária indicavam que Marte teve inicialmente uma atmosfera espessa e húmida. A sua menor força gravítica forçou a fuga continuada da atmosfera, associada à evaporação da muita água que nessa altura existiu. Marte tem registos abundantes de água líquida na superfície, tais como vales escavados por rios e depósitos minerais que foram produzidas pela água na superfície. Recentemente, o Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) demonstrou o aparecimento sazonal de sais (percloratos) muito hidratados (ou água muitíssimo salgada), em deslocamentos de 100 metros ao longo de ravinas, na zona da cratera de Hale.

A atmosfera actual é muito fria e ténue demais para suportar, mares, lagos ou rios à superfície. O mecanismo que sempre foi apresentado para justificar uma perda atmosférica mais rápida, envolve a arrastamento dos iões presentes na ionosfera, pelo vento solar. A ionosfera é criada essencialmente pela ionização dos átomos ou  moléculas, através da radiação ultravioleta solar.

O vento solar é constituído por protões e electrões provenientes do sol, em alta velocidade, que entram na ionosfera. O vento solar típico tem uma velocidade de 400 km/s, mas com as tempestades solares atinge os 2000 km/s. Não havendo um campo magnético forte em Marte, contrariamente à Terra, o vento solar atinge a ionosfera marciana e, o campo magnético associado arrasta consigo os iões atmosféricos removendo-os ao planeta. Este é o mesmo fenómeno que cria as caudas iónicas cometerias. Esta perda em 75% na frente de choque representa 75% do total, 3x maior do que os 25% nas zonas polares que formam uma pluma.

As medições da MAVEN indicam que a atmosfera marciana perde 100 g por segundo, mas que aumenta significativamente durante as tempestades solares. Assim, é expectável que a perda da atmosfera inicial fosse ainda maior porque a atmosfera era mais densa e o sol era mais luminoso (≈20% mais). Com o arrefecimento gradual do planeta, mais rápido que a Terra por ser um planeta com menos massa e raio, o campo magnético foi desaparecendo, permitindo que o vento  solar atacasse a alta ionosfera.

A MAVEN opera em Marte há pouco mais de um ano (foi lançada para Marte em novembro de 2013) e terminou a principal missão científica no dia 16/novembro. Em suma, o MAVEN tem permitido detalhar o fenómeno responsável pela perda mais rápida da atmosfera marciana. Os resultados científicos foram publicados na revista Science (5–Nov) e um exemplar especial na Geophysical Research Letters.