Descobertas recentes da missão InSight revelam que Marte sofre anualmente entre 280 e 360 impactos significativos de meteoritos, excedendo em muito as estimativas anteriores baseadas em imagens de satélite. Esta abordagem sísmica oferece uma nova maneira de datar superfícies marcianas e outras superfícies planetárias. Crédito: NASA/JPL – Caltech
Sinais sísmicos indicam Marte é atingido por cerca de 300 meteoritos do tamanho de uma bola de basquete todos os anos, fornecendo uma nova ferramenta para datar superfícies planetárias.
Cientistas envolvidos em NASAA missão InSight da descobriu que Marte está sujeito a muito mais impactos de meteoritos do que se pensava anteriormente, com taxas anuais variando de 280 a 360 impactos significativos. Esse novo entendimento vem de dados sísmicos capturados pelo sismômetro da InSight, que sugere um método mais eficaz para datar superfícies planetárias em todo o Sistema Solar.
A nova pesquisa, liderada por cientistas da Colégio Imperial de Londres e a ETH Zurich, trabalhando como parte da missão InSight da NASA, esclareceu a frequência com que ocorrem “martemotos” causados por impactos de meteoritos em Marte.
Os pesquisadores descobriram que Marte sofre cerca de 280 a 360 impactos de meteoritos por ano, que produzem crateras maiores que oito metros de diâmetro e sacodem a superfície do planeta vermelho.
A taxa destes terremotos, que foram detectados pelo ‘sismômetro’ da InSight – um instrumento capaz de medir os menores movimentos do solo – excede estimativas anteriores baseadas em imagens de satélite da superfície de Marte.
Essas crateras foram formadas pelo impacto de um meteoróide em Marte em 5 de setembro de 2021, o primeiro a ser detectado pelo InSight da NASA. Obtida pela Mars Reconnaissance Orbiter da NASA, esta imagem em cores melhoradas destaca a poeira e o solo perturbados pelo impacto em azul, a fim de tornar os detalhes mais visíveis ao olho humano. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona
Dados Sísmicos e Datação Planetária
Os pesquisadores dizem que esses dados sísmicos podem ser uma maneira melhor e mais direta de medir as taxas de impacto de meteoritos e podem ajudar os cientistas a datar as superfícies planetárias em todo o Sistema Solar com mais precisão.
A coautora do estudo, Dra. Natalia Wojcicka, pesquisadora associada do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College de Londres, disse: “Ao usar dados sísmicos para entender melhor com que frequência os meteoritos atingem Marte e como esses impactos mudam sua superfície, podemos começar a remendar juntos uma linha do tempo da história e evolução geológica do planeta vermelho.
“Poderíamos pensar nele como uma espécie de ‘relógio cósmico’ para nos ajudar a datar as superfícies marcianas e talvez, mais adiante, outros planetas do Sistema Solar.”
O estudo foi publicado hoje (28 de junho) na revista Astronomia da Natureza.
Colagem mostrando três impactos de meteoróides que foram detectados pela primeira vez pelo sismômetro do módulo de pouso InSight da NASA e posteriormente capturados pelo Mars Reconnaissance Orbiter da agência usando sua câmera HiRISE. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona
Crateras de impacto como relógios cósmicos
Durante anos, os cientistas usaram o número de crateras em Marte e na superfície de outros planetas como “relógios cósmicos” para estimar a idade planetária — com superfícies mais antigas em planetas com mais crateras do que as mais jovens.
Para calcular a idade planetária dessa forma, os cientistas tradicionalmente usaram modelos baseados em crateras na Lua para prever a taxa de impactos de meteoritos de diferentes tamanhos ao longo do tempo. Para aplicar esses modelos a Marte, eles precisam ser ajustados para como a atmosfera pode impedir que os menores impactadores atinjam a superfície e o tamanho e a posição diferentes de Marte no Sistema Solar.
Para pequenas crateras com menos de 60 metros de largura, os cientistas de Marte também conseguiram observar com que frequência novas crateras se formam usando imagens de satélite – mas o número de crateras encontradas desta forma é muito menor do que o esperado.
Uma representação artística do módulo de pouso InSight operando na superfície de Marte. InSight, abreviação de Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, é um módulo de pouso projetado para dar a Marte seu primeiro check-up completo desde que ele se formou há 4,5 bilhões de anos. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Insights do sismômetro da InSight
Nesta nova investigação, que faz parte da missão InSight para compreender a atividade sísmica e a estrutura interna de Marte, os investigadores identificaram um padrão de sinais sísmicos anteriormente não reconhecido, produzido por impactos de meteoritos. Estes sinais destacaram-se pela sua proporção invulgarmente maior de ondas de alta frequência em comparação com sinais sísmicos típicos, bem como outras características, e são conhecidos como marsquakes de ‘muito alta frequência’.
Os pesquisadores descobriram que a taxa de impactos de meteoroides é maior do que a estimada anteriormente ao observar crateras recém-formadas capturadas por imagens de satélite e em concordância com dados extrapolados de crateras na superfície da Lua.
Isto destacou as limitações dos modelos e estimativas anteriores, bem como a necessidade de melhores modelos para compreender a formação de crateras e os impactos de meteoritos em Marte.
O poder dos dados sísmicos na ciência planetária
Para resolver isso, a equipe de cientistas usou o módulo de pouso InSight da NASA e seu sismômetro extremamente sensível, o SEIS, para registrar eventos sísmicos possivelmente causados por impactos de meteoritos.
O SEIS detectou assinaturas sísmicas características desses martemotos de altíssima frequência, que os pesquisadores descobriram serem indicativos de impactos de meteoroides e diferentes de outras atividades sísmicas.
Usando esse novo método para detectar impactos, os pesquisadores encontraram muito mais eventos de impacto do que o previsto pelas imagens de satélite, particularmente para pequenos impactos que produzem crateras de apenas alguns metros de diâmetro.
O coautor do estudo, Professor Gareth Collins, do Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College London, disse: “O instrumento SEIS provou ser incrivelmente bem-sucedido na detecção de impactos – ouvir os impactos parece ser mais eficaz do que procurá-los, se quisermos entender com que frequência eles ocorrem.”
Melhorando nossa compreensão do sistema solar
Pesquisadores acreditam que a implantação de sismômetros menores e mais acessíveis em futuros módulos de pouso poderia aumentar ainda mais nossa compreensão das taxas de impacto e da estrutura interna de Marte. Esses instrumentos ajudariam os pesquisadores a detectar mais sinais sísmicos, fornecendo um conjunto de dados mais abrangente para entender os impactos de meteoritos em Marte e outros planetas, bem como suas estruturas internas.
Wojcicka disse: “Para compreender a estrutura interna dos planetas, usamos a sismologia. Isso ocorre porque, à medida que as ondas sísmicas viajam ou refletem o material na crosta, manto e núcleo dos planetas, elas mudam. Ao estudar essas mudanças, os sismólogos podem determinar de que são feitas essas camadas e qual a profundidade delas.
“Na Terra, você pode compreender mais facilmente a estrutura interna do nosso planeta observando os dados dos sismógrafos colocados em todo o mundo. No entanto, em Marte houve apenas um – SEIS. Para compreender melhor a estrutura interna de Marte, precisamos de mais sismógrafos distribuídos por todo o planeta.”
Além da nova pesquisa publicada em Astronomia da Naturezaa equipe também está envolvida em outro estudo publicado em Avanços da Ciência hoje, que usou imagens e sinais atmosféricos registrados pelo InSight para estimar a frequência com que os impactos ocorrem em Marte. Apesar de utilizarem métodos diferentes, ambos os estudos chegaram a conclusões semelhantes, fortalecendo os resultados gerais.
Referência: “Uma estimativa da taxa de impacto em Marte a partir de estatísticas de terremotos de frequência muito alta” 28 de junho de 2024, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z
