Uma equipe de cientistas apresentou um novo mapa gravitacional de Marte no Europlanet Science Congress 2024. O mapa mostra a presença de estruturas densas e de grande escala sob o oceano há muito desaparecido de Marte e que os processos do manto estão afetando o Monte Olimpo, o maior vulcão do Sistema Solar.
O novo mapa e análise incluem dados de várias missões, incluindo a missão InSIGHT (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) da NASA. Eles também usam dados de pequenos desvios em satélites enquanto orbitam Marte. O artigo “The global gravity field of Mars revealed an active interior” será publicado em uma próxima edição do JGR: Planets. O autor principal é Bart Root da Delft University of Technology. Alguns dos resultados vão contra um conceito importante em geologia.
Geólogos trabalham com um conceito chamado isostasia flexural. Ele descreve como a camada rígida externa de um planeta responde a cargas e descargas em larga escala. A camada é chamada de litosfera e consiste na crosta e na parte mais alta do manto. Quando algo pesado carrega a litosfera, ela responde afundando. Na Terra, a Groenlândia é um bom exemplo disso, onde a enorme camada de gelo exerce pressão descendente sobre ela. À medida que suas camadas de gelo derretem devido ao aquecimento global, a Groenlândia subirá.
Essa curvatura para baixo frequentemente causa uma elevação nas áreas ao redor, embora o efeito seja leve. Quanto mais massiva for a carga, mais pronunciada será a curvatura para baixo, embora também dependa da força e elasticidade da litosfera. A isostasia flexural é uma ideia crítica para entender o rebote glacial, a formação de montanhas e a formação de bacias sedimentares.
Os autores do novo artigo dizem que os cientistas precisam repensar como a isostasia flexural funciona em Marte. Isso ocorre por causa do Olympus Mons, o maior vulcão do Sistema Solar, e de toda a região vulcânica chamada Tharsis Rise, ou Montanhas Tharsis. Tharsis Montes é uma vasta região vulcânica que abriga três outros enormes vulcões-escudo: Arsia Mons, Pavonis Mons e Ascraeus Mons.
A isostasia flexural afirma que essa região massiva deve forçar a superfície do planeta para baixo. Mas o inverso é verdadeiro. Tharsis Montes é muito mais elevado do que o resto da superfície de Marte. O módulo de pouso InSIGHT da NASA também disse muito aos cientistas sobre a gravidade de Marte e, juntos, estão forçando os pesquisadores a reconsiderar como tudo isso funciona em Marte.
“Isso significa que precisamos repensar como entendemos o suporte para o grande vulcão e seus arredores”, escrevem os autores. “O sinal de gravidade de sua superfície se encaixa bem com um modelo que considera o planeta como uma casca fina.”
A pesquisa mostra que processos ativos no manto marciano estão impulsionando Tharsis Montes para cima. “Parece haver uma grande massa (algo leve) nas profundezas da camada de Marte, possivelmente subindo do manto”, escrevem os autores. “Isso mostra que Marte ainda pode ter movimentos ativos acontecendo dentro dele, criando novas coisas vulcânicas na superfície.”
Os pesquisadores encontraram uma massa subterrânea com cerca de 1750 quilômetros de diâmetro e a uma profundidade de 1100 quilômetros. Eles suspeitam que seja uma pluma de manto subindo sob Tharsis Montes e forte o suficiente para neutralizar a pressão descendente de toda a massa. “Isso sugere que uma cabeça de pluma está atualmente fluindo para cima em direção à litosfera para gerar vulcanismo ativo no futuro geológico”, escrevem os autores em seu artigo.
Há um debate sobre o quão vulcanicamente ativo Marte é. Embora não existam formações vulcânicas ativas no planeta, pesquisar mostra que a região de Tharsis ressurgiu no passado geológico próximo nas últimas dezenas de milhões de anos. Se houver uma pluma de manto sob Tharsis Montes, ela poderia eventualmente atingir a superfície? Isso é puramente especulativo, e mais pesquisas são necessárias para confirmar essas descobertas.
Os pesquisadores também encontraram outras anomalias gravitacionais. Eles encontraram estruturas misteriosas e densas sob as planícies polares do norte de Marte. Elas estão enterradas sob uma camada espessa e lisa de sedimentos que provavelmente foi depositada em um antigo leito marinho.
As anomalias são aproximadamente 300–400 kg/m3 mais densas do que seus arredores. A Lua da Terra tem anomalias gravitacionais que estão associadas a bacias de impacto gigantes. Os cientistas acham que os impactadores que criaram as bacias eram mais densos do que a Lua, e sua massa se tornou parte da Lua.
Bacias de impacto em Marte também mostram anomalias de gravidade. No entanto, as anomalias no hemisfério norte de Marte não mostram traços delas na superfície.
“Essas estruturas densas podem ser de origem vulcânica ou podem ser material compactado devido a impactos antigos. Há cerca de 20 características de tamanhos variados que identificamos espalhadas pela área ao redor da calota polar norte — uma das quais se assemelha ao formato de um cachorro”, disse o Dr. Root. “Parece não haver nenhum vestígio delas na superfície. No entanto, por meio de dados de gravidadetemos um vislumbre tentador da história mais antiga do hemisfério norte de Marte.”
A única maneira de entender essas estruturas misteriosas e a gravidade de Marte em geral é com mais dados. Root e seus colegas são proponentes de uma missão que poderia reunir os dados necessários.
É chamada de missão Martian Quantum Gravity (MaQuls). A MaQuls seria baseada na mesma tecnologia usada nas missões GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) e GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), que mapearam a gravidade da Lua e da Terra, respectivamente. A MaQuls apresentaria dois satélites seguindo um ao outro e conectados por um link óptico.
“Observações com MaQuIs nos permitiriam explorar melhor o subsolo de Marte. Isso nos ajudaria a descobrir mais sobre essas misteriosas características ocultas e estudar a convecção do manto em andamento, bem como entender processos dinâmicos de superfície, como mudanças sazonais atmosféricas e a detecção de reservatórios de água subterrânea”, disse a Dra. Lisa Wörner do DLR, que apresentou a missão MaQuIs no EPSC2024 esta semana.
