Relíquias de uma antiga tempestade de areia em Marte indicam ventos semelhantes aos da Terra.

Uma tempestade de areia em Marte presa no tempo

Marte, hoje, parece seco, frio e quase sem atmosfera, mas as rochas continuam a guardar vestígios de um passado muito diferente. Um novo estudo conseguiu registar algo invulgarmente exacto: os restos fossilizados de uma única tempestade de areia, selados na pedra durante milhares de milhões de anos.

Em vez de pistas genéricas sobre o clima, estas camadas onduladas conservam um instante no tempo, mostrando de que forma o vento transportava areia sob condições que já não existem no planeta.

Essa imagem dá aos cientistas um dos testes directos mais claros até agora sobre quão espessa terá sido a atmosfera de Marte - e durante quanto tempo poderá ter sido capaz de manter água líquida à superfície.

Uma tempestade de areia de Marte fechada na rocha

Em rocha com 3,6 mil milhões de anos dentro da cratera Gale, a descoberta surge sob a forma de camadas onduladas que sobem de forma acentuada, em vez de se depositarem em bandas mais planas.

Ao seguir essas cristas, Steven Banham, do Imperial College London, mostrou que ventos fortes empurraram a areia para baixo mais depressa do que as ondulações conseguiam afastar-se.

O mesmo padrão inclinado repete-se em seis pacotes de rocha, preservando uma tempestade de areia de curta duração na pedra, em vez de uma longa sequência esbatida de condições em mudança.

Isso torna o afloramento mais do que uma curiosidade visual marcante, porque a atmosfera necessária para formar essas camadas exige agora uma explicação mais cuidadosa.

Como Marte moldou estas ondulações

Os geólogos chamam a estas formações ondulações ascendentes supercríticas - camadas de areia empilhadas de forma abrupta que se constroem quando o material chega mais depressa do que as cristas conseguem migrar.

Neste caso, o ar em movimento rápido terá provavelmente passado por uma encosta ou pela margem de uma duna, abrandado logo depois da crista e depositado areia rapidamente no local.

Cada nova crista subiu sobre a anterior, fixando no registo rochoso a direcção do vento à medida que as camadas aumentavam de espessura. Como as cristas se inclinam para norte, os ventos da tempestade de areia que as formaram terão muito provavelmente vindo de sul.

Esse processo de formação liga-se directamente a uma questão maior sobre o próprio Marte. Hoje, a atmosfera do planeta é extremamente ténue, retendo menos de 1% da pressão à superfície da Terra.

Nessas condições, o pó fino ainda pode viajar grandes distâncias, mas os grãos de areia mais pesados são muito mais difíceis de levantar, porque o ar simplesmente não exerce força suficiente.

Uma atmosfera antiga mais densa teria alterado esse equilíbrio. Uma pressão atmosférica mais forte poderia ter transportado areia com maior facilidade e sustentado o tipo de acumulação rápida visto nestas ondulações.

É por isso que este afloramento aponta para além de uma única tempestade de areia e entra na história mais ampla de como Marte terá tido, em tempos, uma atmosfera mais espessa.

Uma tempestade de areia captada num instante

A maioria das camadas rochosas moldadas pelo vento mistura vários acontecimentos diferentes. As dunas deslocam-se, sofrem erosão e voltam a formar-se ao longo de períodos longos, o que dificulta isolar qualquer momento em particular.

É precisamente isso que faz desta descoberta algo tão notável. Mesmo na Terra, camadas onduladas tão inclinadas como estas raramente se preservam com este grau de detalhe.

"Preservámos um instante no tempo geológico", disse Banham, sublinhando como é invulgar uma tempestade de areia sobreviver como pedra.

As camadas rochosas também revelam como essa tempestade de areia se desenrolou. As medições sugerem que um conjunto de ondulações pode ter-se formado em apenas seis a 20 minutos, enquanto o sistema de tempestade maior terá provavelmente durado horas.

Entre as camadas empilhadas de forma acentuada, bandas mais planas assinalam períodos mais calmos, quando os ventos enfraqueceram ou fizeram uma pausa antes da chegada do impulso seguinte. Em vez de um único golpe contínuo, a rocha regista uma tempestade de areia que pulsou ao longo do tempo.

No conjunto, essa combinação de raridade e de tempo torna o afloramento numa das fotografias mais nítidas até agora do clima antigo de Marte.

Pistas da cratera Gale

Desde a aterragem em 2012, o rover Curiosity tem estado a explorar a cratera Gale, lendo a história ambiental de Marte camada a camada.

Neste local, o rover chegou à formação Mirador, rica em sais, onde depósitos construídos pelo vento dominam em vez de sinais claros de água corrente. Esse contexto sugere que a paisagem já estava a tornar-se seca e com aspecto desértico quando a tempestade ocorreu.

Ainda assim, o planeta continuava a ter ventos activos e sedimentos soltos suficientes para gerar uma tempestade de areia poderosa, acrescentando mais uma peça à imagem de um mundo em transição.

Nem toda a gente concorda

Nem todos concordam que uma atmosfera mais espessa seja a única explicação para estas formas invulgares de ondulação.

Marte tem menor gravidade do que a Terra, e os seus grãos de areia podem comportar-se de maneira diferente nessas condições. Alguns investigadores defendem que ondulações íngremes poderiam formar-se mesmo com um ar mais ténue do que o esperado.

Essa incerteza significa que a descoberta ainda não pode, por si só, resolver a questão da pressão atmosférica passada em Marte.

Serão necessários mais exemplos de outros locais para confirmar se esta tempestade reflecte condições locais ou um padrão planetário mais amplo. Até lá, uma tempestade de areia preservada continua a ser uma pista convincente - mas não a resposta final.

A pressão mudou tudo em Marte

Um ar mais espesso não se limitaria a mover areia com mais facilidade; também tornaria mais difícil a água líquida evaporar ou congelar.

Grande parte da atmosfera primitiva de Marte acabou mais tarde por escapar para o espaço, deixando condições mais frias e um efeito de estufa mais fraco.

Esse longo declínio enquadra as camadas onduladas como uma pista pequena, mas muito precisa, de um mundo que mudou profundamente.

Cada nova estimativa de pressão ajuda os cientistas a determinar quando a água à superfície podia persistir e quando as condições deixaram de favorecer a vida à superfície.

O que os cientistas procuram a seguir

Os investigadores têm agora um novo marcador para a pressão atmosférica antiga que está directamente na rocha, e não apenas em reconstituições informáticas.

Apenas alguns centímetros de areia em camadas transformaram uma tarde ventosa numa das janelas mais claras até agora sobre o Marte primitivo.

Pacotes de ondulações semelhantes noutros locais poderão mostrar se este acontecimento foi local, regional ou parte de um padrão climático mais vasto. À medida que o Curiosity continua a avançar, o caso de um planeta outrora mais denso e mais húmido ganhará ou perderá força consoante mais rochas o confirmem.

Limites de pressão mais precisos iriam afinar os modelos sobre a rapidez com que Marte perdeu a atmosfera e sobre quanto tempo a água à superfície sobreviveu. Esse trabalho futuro depende da descoberta de mais registos de tempestades de areia, porque um afloramento impressionante não pode sustentar sozinho todo o argumento.

Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/MSSS