Novo mapa de gravidade de Marte no EPSC 2024 destaca Olympus Mons e Tharsis Montes

Novo mapa de gravidade de Marte apresentado no Congresso de Ciência Europlanet 2024

Uma equipa de cientistas revelou, no Congresso de Ciência Europlanet 2024, um novo mapa de gravidade de Marte. O produto indica a existência de estruturas densas e de grande escala sob o oceano marciano já desaparecido e sugere que processos no manto estão a influenciar o Olympus Mons, o maior vulcão do Sistema Solar.

O mapa e a análise combinam medições de várias missões, incluindo a InSIGHT (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), da NASA. Além disso, os autores incorporaram informação extraída de pequenas variações no movimento de satélites durante a órbita em torno de Marte.

O estudo, intitulado "O campo gravitacional global de Marte revela um interior ativo", será publicado numa próxima edição da JGR: Planets. O autor principal é Bart Root, da Delft University of Technology. Parte das conclusões, segundo os próprios investigadores, entra em conflito com um conceito central usado em geologia.

Isostasia flexural: como a litosfera reage a cargas

Geólogos recorrem ao conceito de isostasia flexural para descrever de que maneira a camada externa rígida de um planeta responde a carregamentos e descarregamentos em grande escala. Essa camada é a litosfera, formada pela crosta e pela porção mais superior do manto.

Quando um peso significativo se acumula sobre a litosfera, a tendência é que ela ceda e se afunde. Na Terra, a Gronelândia é um exemplo claro: a enorme manta de gelo exerce pressão para baixo. À medida que essas massas de gelo derretem devido ao aquecimento global, a ilha tende a elevar-se.

Essa flexão para baixo costuma vir acompanhada de um soerguimento nas áreas ao redor, ainda que discreto. Em termos gerais, quanto maior a carga, mais evidente a curvatura descendente - embora a intensidade também dependa da resistência e da elasticidade da litosfera. A isostasia flexural é essencial para interpretar o ressalto glacial, a formação de montanhas e o desenvolvimento de bacias sedimentares.

Tharsis Montes e Olympus Mons: por que Marte pode não seguir a isostasia flexural

Os autores afirmam que, em Marte, é necessário rever a forma como a isostasia flexural é aplicada. O motivo principal seria o Olympus Mons, o maior vulcão do Sistema Solar, e toda a província vulcânica conhecida como Tharsis Rise, ou Tharsis Montes. Tharsis Montes é uma região gigantesca de vulcanismo que inclui três outros enormes vulcões-escudo: Arsia Mons, Pavonis Mons e Ascraeus Mons.

Pelo que a isostasia flexural prevê, uma estrutura tão massiva deveria empurrar a superfície do planeta para baixo. No entanto, observa-se o oposto: Tharsis Montes está muito mais elevada do que o restante da superfície marciana. As medições da InSIGHT também forneceram aos cientistas um conjunto importante de indicações sobre a gravidade de Marte e, quando consideradas em conjunto, estão a levar os investigadores a reavaliar o mecanismo que sustenta a região.

"Isso significa que precisamos repensar como entendemos a sustentação do grande vulcão e do seu entorno", escrevem os autores. "O sinal de gravidade da sua superfície encaixa-se bem num modelo que considera o planeta como uma concha fina."

De acordo com o trabalho, processos ainda ativos no manto marciano estariam a impulsionar Tharsis Montes para cima. "Parece haver uma grande massa (algo leve) em profundidade na camada de Marte, possivelmente a ascender a partir do manto", afirmam os autores. "Isso mostra que Marte pode ainda ter movimentos ativos a ocorrer no seu interior, criando novas coisas vulcânicas na superfície."

Os investigadores identificaram uma massa subterrânea com cerca de 1.750 km de diâmetro, a aproximadamente 1.100 km de profundidade. A interpretação proposta é que se trate de uma pluma do manto sob Tharsis Montes, com força suficiente para contrariar a pressão descendente exercida por toda a massa da província vulcânica.

"Isso sugere que a cabeça de uma pluma está atualmente a fluir para cima, em direção à litosfera, para gerar vulcanismo ativo no futuro geológico", escrevem no artigo.

Há discussão sobre o grau de atividade vulcânica de Marte. Apesar de não existirem feições vulcânicas em erupção no planeta, estudos indicam que a região de Tharsis passou por renovação superficial num passado geológico recente, dentro das últimas dezenas de milhões de anos.

Se realmente houver uma pluma do manto sob Tharsis Montes, ela poderia, eventualmente, chegar à superfície? Essa possibilidade é considerada puramente especulativa, e os autores destacam que são necessários mais estudos para confirmar as conclusões.

Anomalias gravitacionais sob as planícies polares do norte

A equipa também relatou outras anomalias de gravidade. Entre elas, aparecem estruturas densas e pouco compreendidas sob as planícies do polo norte de Marte. Essas estruturas estariam soterradas por uma camada espessa e lisa de sedimentos, provavelmente depositada sobre um antigo leito marinho.

As anomalias seriam cerca de 300–400 kg/m³ mais densas do que as áreas vizinhas. Na Lua, anomalias gravitacionais são associadas a bacias de impacto gigantes; os cientistas entendem que os corpos que as formaram eram mais densos do que a Lua e que parte dessa massa acabou incorporada ao satélite.

Em Marte, bacias de impacto também apresentam assinaturas gravitacionais. Porém, no hemisfério norte marciano, as anomalias descritas não exibem sinais correspondentes na superfície.

"Essas estruturas densas podem ter origem vulcânica ou podem ser material compactado devido a impactos antigos. Identificámos cerca de 20 feições de tamanhos variados espalhadas pela área ao redor da calota polar norte - uma delas lembra o formato de um cão", disse o Dr. Root.

"Parece não haver qualquer vestígio delas na superfície. No entanto, por meio de dados de gravidade, temos um vislumbre tentador da história mais antiga do hemisfério norte de Marte."

Missão Martian Quantum Gravity (MaQuls/MaQuIs) para obter mais dados

Para compreender essas estruturas enigmáticas - e, de forma mais ampla, o campo gravitacional marciano -, os autores defendem que é indispensável obter mais dados. Root e os seus colegas apoiam uma missão capaz de recolher as medições necessárias.

A proposta chama-se Martian Quantum Gravity (MaQuls). O conceito seguiria a mesma base tecnológica usada nas missões GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) e GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), que mapearam, respetivamente, a gravidade da Lua e da Terra. No desenho da MaQuls, dois satélites voariam em sequência, um atrás do outro, ligados por um enlace ótico.

"As observações com a MaQuIs permitiriam explorar melhor o subsolo de Marte. Isso ajudaria a descobrir mais sobre essas feições ocultas misteriosas e a estudar a convecção do manto em curso, além de compreender processos dinâmicos de superfície, como alterações sazonais da atmosfera e a deteção de reservatórios de água subterrânea", disse a Dra. Lisa Wörner, do DLR, que apresentou a missão MaQuIs no EPSC2024 esta semana.

Este artigo foi publicado originalmente pela Universe Today. Leia o artigo original.