Uma planície vasta, plana e "sem características" em Marte surpreendeu os pesquisadores ao revelar um passado geológico muito mais tumultuado do que o esperado, de acordo com um estudo liderado por pesquisadores da Universidade do Arizona. Enormes quantidades de lava irromperam de numerosas fissuras há 1 milhão de anos, cobrindo uma área quase tão grande quanto o Alasca e interagindo com a água dentro e sob a superfície, resultando em grandes eventos de inundação que esculpiram canais profundos.

Sem placas tectônicas – pedaços móveis de crosta que constantemente remodelam a superfície da Terra – Marte há muito é considerado um planeta geologicamente "morto", onde pouca coisa está acontecendo. Descobertas recentes, no entanto, têm levado pesquisadores a questionar essa noção. No ano passado, uma equipe de cientistas planetários, também da UArizona, apresentou evidências de uma pluma de manto gigante sob a região de Elysium Planitia, impulsionando intensa atividade vulcânica e sísmica em um passado relativamente recente.

No estudo mais recente, uma equipe liderada por Joana Voigt e Christopher Hamilton no Laboratório Lunar e Planetário da UArizona combinou imagens de espaçonaves e medições de radar de penetração no solo para reconstruir em detalhes tridimensionais cada fluxo de lava individual em Elysium Planitia. A extensa pesquisa revelou e documentou mais de 40 eventos vulcânicos, com um dos maiores fluxos preenchendo um vale chamado Athabasca Valles com quase 1.000 milhas cúbicas de basalto.

"Elysium Planitia é o terreno vulcânico mais jovem do planeta, e estudá-lo nos ajuda a entender melhor o passado de Marte, bem como a história hidrológica e vulcânica recente", escrevem os autores em seu artigo. Embora nenhuma atividade vulcânica tenha sido observada até agora em Marte, "Elysium Planitia era vulcanicamente muito mais ativo do que se pensava anteriormente e pode até mesmo estar vulcanicamente vivo hoje", disse Voigt, o primeiro autor do estudo publicado no Journal of Geophysical Research: Planets. Uma infinidade de terremotos em Marte registrados pelo módulo de pouso InSight, da Nasa, entre 2018 e 2022, forneceu provas de que, sob sua superfície, o planeta vermelho está tudo menos morto.

"Nosso estudo fornece o relato mais abrangente do vulcanismo geologicamente recente em um planeta diferente da Terra", disse Hamilton, professor associado da LPL. "É a melhor estimativa da atividade vulcânica jovem de Marte nos últimos 120 milhões de anos, o que corresponde a quando os dinossauros vagam pela Terra em seu pico até o presente."

As descobertas têm implicações para pesquisas sobre se Marte poderia ter abrigado vida em algum momento de sua história, de acordo com os autores. Elysium Planitia experimentou várias grandes inundações de água, e há evidências de que a lava derramada interagiu com água ou gelo, moldando a paisagem de maneiras dramáticas. Em Elysium Planitia, Voigt e seus coautores encontraram ampla evidência de explosões de vapor, interações que são de grande interesse para os astrobiólogos porque podem ter criado ambientes hidrotermais propícios à vida microbiana.

A equipe usou imagens da câmera Context a bordo do Reconnaissance Orbiter, ou MRO, da NASA, combinadas com imagens de resolução ainda mais alta da câmera HiRISE liderada pela MRO em áreas selecionadas. Para obter informações topográficas, eles aproveitaram os registros de dados do Mars Orbiter Laser Altimeter em outra espaçonave da NASA, a Mars Global Surveyor. Esses dados de pesquisa foram então combinados com medições de radar de subsuperfície feitas com a sonda Shallow Radar, ou SHARAD, da NASA.

"Com o SHARAD, conseguimos olhar até 140 metros (460 pés) abaixo da superfície", disse Voigt, que concluiu o estudo como parte de seu doutorado na UArizona. Ela agora é pesquisadora de pós-doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato do Caltech, ou JPL, em Pasadena, Califórnia.

"A combinação dos conjuntos de dados nos permitiu reconstruir uma visão tridimensional da área de estudo, incluindo como era a topografia antes da lava irromper de várias rachaduras e encher bacias e canais previamente esculpidos por água corrente", acrescentou Voigt.

Acredita-se que o interior de Marte seja muito diferente do da Terra, e uma reconstrução detalhada de suas características geológicas fornece aos cientistas vislumbres dos processos que o moldaram no passado. A relação entre os vulcões e a estrutura da crosta marciana é fundamental para entender as condições paleoambientais do planeta, disse Hamilton. Além da água contida no magma ser lançada na atmosfera e depois congelar na superfície, uma erupção vulcânica pode permitir uma liberação catastrófica de água subterrânea na superfície.

"Quando há uma rachadura na crosta marciana, a água pode fluir para a superfície", disse Hamilton. "Por causa da baixa pressão atmosférica, é provável que essa água literalmente simplesmente ferva. Mas se houver água suficiente saindo durante esse período, você pode ter uma enorme inundação que atravessa, correndo sobre a paisagem e esculpindo essas enormes características que vemos."

Entender como a água se moveu em Marte no passado e onde está hoje é uma questão de "Santo Graal", disseram os autores. Como as regiões equatoriais, onde está localizada a Elysium Planitia, são muito mais fáceis de pousar do que as latitudes mais altas do planeta, a presença de água e os mecanismos de compreensão de sua liberação informam futuras missões humanas, que dependerão criticamente desse recurso.

A equipe planeja continuar aproveitando grandes e complexos conjuntos de dados obtidos com diferentes métodos de imagem para criar insights tridimensionais altamente detalhados da superfície marciana e do que está por baixo, combinados com uma sequência temporal de eventos de outras regiões vulcanicamente ativas.

Voigt comparou as superfícies de fluxo de lava a "livros abertos que fornecem uma riqueza de informações sobre como eles surgiram se você souber como lê-los.

"Essas áreas que costumavam ser consideradas sem recursos e chatas, como Elysium Planitia, acho que contêm muitos segredos, e querem ser lidas", disse ela.