Retrocesso quinta-feira: A história de Marte
Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / Mars Science Laboratory / Curiosity.
E como estamos prestes a dar o incrível salto científico do que pensamos para o que sabemos quando se trata de sua história.
Marte já foi úmido e fértil. Agora está bem seco. Algo ruim aconteceu em Marte. Quero saber o que aconteceu em Marte para que possamos evitar que aconteça aqui na Terra. – Neil de Grasse Tyson
Oh, é verdade tudo bem, algo ruim fez uma vez acontecer em Marte. Olhando para o deserto árido e congelado que é hoje, pode dar calafrios pensar que a Terra poderia ter acabado no mesmo estado se as coisas fossem apenas um pouco diferentes.
Como se vê, não há nenhum perigo real de que isso aconteça com a Terra tão cedo (ou qualquer coisa que precise ser prevenida), é hora de contar a todos vocês a história - da melhor forma que conhecemos - sobre nosso vizinho vermelho e por que é como é hoje.
Crédito da imagem: NASA / Viking Orbiter.
Veja bem, quando pensamos em Marte, pensamos no mundo pequeno, vermelho e desolado que nos fascina hoje. Pensamos principalmente nas enormes crateras de impacto, nas grandes montanhas e no terreno seco e rochoso. Mas Marte não era sempre desta forma, e sabemos que isso é verdade. Há indícios disso, ainda hoje. Vistas aéreas de naves espaciais em órbita nos mostram fenômenos como leitos de rios secos com curvas de arco neles,
Crédito da imagem: ESA / Mars Express, do Canal Reull Vallis. E sim, essa é uma imagem de cores falsas e não água Azul!
calotas polares e (ocasionalmente) nuvens atmosféricas,
Crédito da imagem: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI / AURA).
e recentemente, sondas e sondas encontraram estruturas sedimentares no terreno, camadas ricas em sílica abaixo da superfície e até esferas de hematita, todas evidências de que a água já fluiu livremente pela superfície marciana.
Crédito da imagem: NASA / JPL / Cornell / Mars Opportunity Rover.
Mas não há mais água na superfície marciana, e não há mais de um bilhão de anos, até onde sabemos. Na verdade, a água líquida é praticamente um impossibilidade em Marte hoje! Você provavelmente se lembra que, como todas as substâncias, a água existe nas fases sólida, líquida ou gasosa, dependendo da pressão e temperatura de seu ambiente. Embora todas as três fases sejam comuns na Terra, apenas dois dessas fases - as sólidas e gasosas - são possíveis se a pressão estiver abaixo de um certo limite, ocorrendo na ponto Triplo de água.
Crédito da imagem: Science Education Resource Center @ Carleton College, via http://serc.carleton.edu/ .
Infelizmente, a pressão atmosférica média em Marte é de apenas 0,6 % do que é na Terra, situando-o no ponto triplo da água ou abaixo dele, o que torna a fase líquida uma impossibilidade prática. A menos que você esteja no fundo das trincheiras marcianas mais profundas, simplesmente não há como ter água em qualquer fase que não seja sólida ou gasosa.
Mas a evidência esmagadora de um passado aquoso nos diz que o planeta vermelho não foi sempre Por aqui. De fato, se voltarmos ao início do Sistema Solar, Marte e Terra provavelmente não eram tão diferentes.
Crédito da imagem: Don Dixon, via http://fineartamerica.com/ .
Sabemos que nosso mundo natal – em sua infância – era diferente da Terra hoje em vários aspectos importantes. A atmosfera era rica em hidrogênio, pois os gases mais comuns eram água, amônia, metano e gás hidrogênio, todos excelentes para reter calor. Mesmo que o Sol fosse apenas cerca de 80% tão luminoso quanto hoje, a Terra ainda tinha vastos oceanos e água líquida em toda a sua superfície. Além disso, o bombardeio por asteroides e cometas era muitas ordens de magnitude mais comum do que é hoje, e todos os orgânicos necessários para a vida complexa – os blocos de construção de tudo em nossa biosfera hoje – estavam no lugar.
E até onde sabemos, além de ser um pouco menor e mais distante do Sol, essas eram as condições em Marte , também.
Crédito da imagem: Kevin M. Gill do flickr, http://www.flickr.com/photos/kevinmgill/ .
Sabemos que a vida se estabeleceu na Terra de forma relativamente rápida, nas primeiras centenas de milhões de anos. Sabemos também que a vida foi capaz de sustentar em si na Terra; Marte, até onde sabemos, provavelmente não teve tanta sorte. Em algum momento - talvez depois dos primeiros um ou dois bilhões de anos - essas condições semelhantes na Terra e em Marte, aquelas condições que eram tão propícias à vida, tornaram-se muito diferente. Não temos certeza do que aconteceu, mas temos uma liderança (e convincente) hipótese.
Crédito da imagem: NASA.
Não pensamos nisso no dia-a-dia, mas o Sol está constantemente expelindo um fluxo de partículas ionizadas de alta energia em todas as direções. Se tudo o que tivéssemos, em vez da Terra, fosse uma grande rocha coberta de gás, esse fluxo de partículas – o vento solar – removeria esse gás em pouco tempo. Mas isso não acontece! A principal razão pela qual a Terra ainda tem a atmosfera espessa que tem é porque temos um poderoso campo magnético gerado no núcleo do nosso planeta. Nosso núcleo externo quente e derretido dá lugar a um núcleo interno sólido e ativo a muitos milhares de graus Celsius; sua interação gera um dínamo magnético responsável pelo campo magnético do nosso planeta.
Crédito da imagem: Chris Rowan de http://all-geo.org/highlyallochthonous/2008/03/where-the-earths-magnetic-field-comes-from/ .
Normalmente pensamos no campo magnético como é na superfície da Terra, desviando as agulhas da bússola e auxiliando na navegação, mas a realidade é que ele se estende até o espaço! À medida que partículas ionizadas de alta energia fluem em nossa direção, o campo magnético desvia eles, e nos protege poderosamente do vento solar, mantendo nossa atmosfera intacta.
Mas o Sistema Solar tem 4,5 bilhões de anos agora, e Marte tem muito, Muito de menor que a Terra.
Crédito da imagem: NASA/JPL; Galileo orbiter / Mars Global Surveyor Orbiter.
Isso é importante, porque é o nosso tamanho que nos permitiu reter tanto do nosso calor interior, mas Marte não teve tanta sorte. Os planetas irradiam calor de acordo com sua área de superfície e, com um raio de apenas 3.390 km (ou apenas 53% da Terra), Marte acaba de 28% da área da superfície da Terra. Mas, além disso, é Muito de menor em massa; Terra é aproximadamente dez vezes tão massivo quanto Marte! Devido à sua relação massa-superfície muito menor, Marte esfriou muito, muito mais rapidamente do que a Terra, incluindo todo o caminho até seu núcleo. Em algum momento, o campo magnético dinâmico que Marte já teve (e tinha um; vimos fragmentos do campo magnético relíquia impressos na rocha marciana) deixou de existir. Quando isso aconteceu, a atmosfera de Marte não estava mais protegida do vento solar.
Crédito da imagem: Lundin et al., Science, Vol. 305. não. 5692, pág. 1933-1936, doi:10.1126/science.1101860, 2004.
Em um mundo onde uma atmosfera espessa e água líquida governavam por talvez um bilhão de anos ou mais, a morte do campo magnético de Marte significava que essas partículas ionizadas de alta energia começariam a colidir com as partículas na atmosfera superior de Marte, dando muitas das energia cinética suficiente para escapar da atração gravitacional do planeta vermelho! No espaço de apenas alguns milhões de anos, Marte passou de um mundo repleto de orgânicos, água líquida e todos os blocos de construção da vida para o mundo desolado, estéril e principalmente congelado que vemos hoje.
Crédito da imagem: NASA, do lançamento do Atlas V da Mars MAVEN.
Pelo menos, essa é a hipótese principal. A grande notícia do início desta semana é que a missão que está prestes a teste essa hipótese, Marte MAVEN , acaba de iniciar sua missão científica!
Crédito da imagem: Ken Kremer do Universe Today, via http://kenkremer.com/ .
Já temos rovers no solo, cavando o solo, devolvendo fotografias, realizando análises e explorando o terreno com detalhes sem precedentes. Mas se quisermos saber a história do que aconteceu com a superfície de Marte, isso significa aprender o que aconteceu com a superfície de Marte. atmosfera , e a MAVEN está se tornando a primeira espaçonave a tentar descobrir isso medindo o que está acontecendo com a atmosfera de Marte agora.
Crédito da imagem: NASA/LASP.
Depois de uma viagem de dez meses , MAVEN chegou a Marte em setembro deste ano e, em seguida, entrou em uma órbita excêntrica ao redor do planeta vermelho, passando a maior parte de seu tempo a uma distância significativa - milhares de milhas (ou quilômetros) - acima do topo da atmosfera marciana. Mas uma vez por órbita, agora mergulha na atmosfera superior e coleta dados. Ao medir o vento solar e o fluxo de partículas atmosféricas que escapam de Marte hoje, ele nos dará os primeiros dados concretos que nos permitirão extrapolar como Marte perdeu sua atmosfera em primeiro lugar!
Crédito da imagem: Mark Thiessen / National Geographic.
Uma das grandes coisas é que a Mars Curiosity tem instrumentos semelhantes a bordo para os do MAVEN, portanto, enquanto o MAVEN determina a composição atmosférica, as proporções de isótopos elementares e a presença e formação de voláteis (como metano) na atmosfera superior, o Curiosity pode fazer a mesma coisa em todo o caminho. inferior da atmosfera de Marte. Na verdade, a Maven acabou de devolver seu primeiros resultados , fornecendo uma visão baseada em elementos da atmosfera superior de Marte e como ela está sendo removida pelo vento solar até hoje!
Crédito da imagem: Universidade do Colorado/NASA.
Com os dados combinados de ambas as missões, essa incrível hipótese de como a atmosfera marciana foi reduzida a um estado tão insignificante será examinada e possivelmente validada ou falsificada pelos próximos dados! À medida que a missão se desenrola, você pode seguir seu atualizações de status em tempo real aqui .
Crédito da imagem: Brendan Alexander de Donegal Skies, via flickr.
Então, quando você vir este planeta frio, seco e vermelho pairando nos céus noturnos, saiba que não só não era sempre dessa forma, mas que entre os orbitadores e os rovers que temos explorando, podemos estar à beira de descobrir como Veio a ser Por aqui!
E isso é um pouco de visão sobre a fascinante e cautelosa história de Marte!
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