Marte já teve oceanos, mas agora estãocompletamente seco, deixando muitos se perguntando como a águafoi perdida. Pesquisadores da Universidade do Arizona descobriram uma quantidade surpreendentemente grande de águana alta atmosfera de Marte, onde ela érapidamente destrua­da, explicando parte deste mistério marciano.

Shane Stone, um estudante graduado do Laborata³rio Lunar e Planeta¡rio do UArizona e principal autor de um novo artigo publicado hoje na Science , se descreve como um qua­mico planetario. Outrora um qua­mico de laboratório que ajudou a desenvolver polímeros que poderiam ser usados ​​para embrulhar e distribuir drogas terapaªuticas com mais eficiência, ele agora estuda a química das atmosferas planeta¡rias.

Desde 2014, ele trabalha na missão NASA MAVEN, abreviatura de Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN. A nave MAVEN começou a orbitar Marte em 2014 e tem registrado a composição da atmosfera superior do planeta vizinho da Terra desde então.

"Na³s sabemos que bilhaµes de anos atrás, havia águala­quida nasuperfÍcie de Marte", disse Stone. “Deve ter havido uma atmosfera mais densa, então sabemos que Marte de alguma forma perdeu a maior parte de sua atmosfera para o espaço . O MAVEN estãotentando caracterizar os processos responsa¡veis ​​por essa perda, e uma parte disso éentender exatamente como Marte perdeu sua a¡gua. "

Os coautores do estudo incluem Roger Yelle, professor de ciências planeta¡rias do UArizona e consultor de pesquisa de Stone, bem como pesquisadores do Goddard Space Flight Center da NASA e do Centro de Pesquisa e Exploração em Ciência e Tecnologia Espacial em Maryland.

Enquanto o MAVEN orbita Marte, ele mergulha na atmosfera do planeta a cada 4 horas e meia. O instrumento NGIMS a bordo, abreviação de Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer, tem medido a abunda¢ncia de moléculas de águacarregadas chamadas a­ons na atmosfera marciana superior, cerca de 160 quila´metros dasuperfÍcie do planeta. A partir dessas informações, os cientistas podem inferir quanta águaestãopresente na atmosfera.

Observações anteriores usando MAVEN e o Telescópio Espacial Hubble mostraram que a perda de águada alta atmosfera marciana varia com as estações. Comparado com a Terra, Marte segue um caminho mais oval ao redor do Sol e estãomais pra³ximo dele durante o vera£o no hemisfanãrio sul de Marte.

Stone e sua equipe descobriram que quando Marte estãomais pra³ximo do Sol, o planeta se aquece e mais água- encontrada nasuperfÍcie na forma de gelo - se move dasuperfÍcie para a atmosfera superior, onde éperdida no Espaço. Isso acontece uma vez a cada ano marciano ou a cada dois anos terrestres. As tempestades de poeira regionais que ocorrem em Marte a cada ano marciano e as tempestades de poeira globais que ocorrem em todo o planeta cerca de uma vez a cada 10 anos levam a um maior aquecimento da atmosfera e um aumento no movimento ascendente da a¡gua.

Os processos que tornam este movimento ca­clico possí­vel contradizem a imagem cla¡ssica do escape de águade Marte, mostrando que éincompleto, disse Stone. De acordo com o processo cla¡ssico, o gelo de águaéconvertido em gás e destrua­do pelos raios solares na baixa atmosfera. Esse processo, no entanto, seria um gotejamento lento e constante, não afetado pelas estações ou tempestades de poeira, o que não combina com as observações atuais.

"Isso éimportante porque não espera¡vamos ver nenhuma águana alta atmosfera de Marte", disse Stone. "Se compararmos Marte a  Terra, a águana Terra estãoconfinada perto dasuperfÍcie por causa de algo chamado higropausa. a‰ apenas uma camada na atmosfera que éfria o suficiente para condensar (e, portanto, parar) qualquer vapor de águaviajando para cima."

A equipe argumenta que a águaestãopassando do que deveria ser a higropausa de Marte, que provavelmente équente demais para parar o vapor d'a¡gua. Uma vez na atmosfera superior, as moléculas de águasão quebradas por a­ons muito rapidamente - em quatro horas, eles calculam - e os subprodutos são perdidos no Espaço.

"A perda de sua atmosfera e águapara o espaço éa principal razãopela qual Marte éfrio e seco em comparação com a Terra quente e aºmida. Esses novos dados do MAVEN revelam um processo pelo qual essa perda ainda ocorre hoje", disse Stone.

Quando a equipe extrapolou suas descobertas para 1 bilha£o de anos atrás, eles descobriram que esse processo pode ser responsável pela perda de um oceano global com cerca de 17 polegadas de profundidade.

"Se pegássemos a águae a espalha¡ssemos uniformemente por toda asuperfÍcie de Marte, o oceano de águaperdido no espaço devido ao novo processo que descrevemos teria mais de 17 polegadas de profundidade", disse Stone. "Outros 6,7 polegadas seriam perdidos exclusivamente devido aos efeitos das tempestades de poeira globais."

Durante as tempestades de poeira globais, 20 vezes mais águapode ser transportada para a alta atmosfera. Por exemplo, uma tempestade de poeira global com duração de 45 dias libera a mesma quantidade de águapara o espaço que Marte perderia durante um ano calmo de Marte, ou 687 dias terrestres.

E embora Stone e sua equipe não possam extrapolar para mais longe do que 1 bilha£o de anos, ele acha que esse processo provavelmente não funcionou da mesma forma antes, porque Marte pode ter tido uma higropausa mais forte hámuito tempo.

"Antes de o processo que descrevemos comea§ar a operar, deve ter havido uma quantidade significativa de fuga atmosfanãrica para o Espaço", disse Stone. "Ainda precisamos definir o impacto desse processo e quando ele começou a operar."

No futuro, Stone gostaria de estudar a atmosfera da lua de Saturno, Tita£.

"Titan tem uma atmosfera interessante na qual a química orga¢nica desempenha um papel significativo", disse Stone. "Como ex-qua­mico orga¢nico sintanãtico, estou ansioso para investigar esses processos."