Por que a cratera Jezero é o lugar mais emocionante de Marte

Quando o rover Perseverance da NASA pousar em Marte esta semana, ele dará início a um dos empreendimentos científicos mais ambiciosos que se possa imaginar: a busca por evidências de que a vida já evoluiu em um mundo alienígena. Os cientistas têm quase certeza de que não há nada vivo em Marte agora, mas acham que poderia ter havido em um ponto da história do planeta – e o rover está visitando um local chamado Cratera de Jezero para aprender mais.

Você deve ter ouvido falar que Perseverança é em busca de sinais de vida antiga, e você pode até ter ouvido falar que ele está indo para Jezero porque esse é o alvo principal dessa busca.

Mas por que os cientistas estão tão interessados ​​em ir a este local específico? Como adivinhar onde a vida poderá ter evoluído há milhões ou milhares de milhões de anos, num planeta alienígena? O que torna Jezero tão especial?

Conversamos com uma especialista em geologia de Marte, Katie Stack Morgan, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, para descobrir.

A caça pela vida começou

A principal atração da cratera de Jezero é o depósito delta próximo. Há milhões de anos, Marte tinha água líquida abundante na sua superfície e a paisagem era pontilhada de rios e vales. Isso significava que crateras como Jezero se enchiam de água e, quando a água fluía de um rio para a cratera, formava um delta comparável ao Delta do Mississippi na Terra.

Os deltas são alvos incríveis para a busca por sinais de vida, tanto porque proporcionam um ambiente confortável ambiente para o surgimento da vida e porque concentram matéria orgânica de uma forma que facilita a detectar.

No entanto, como basicamente todos os aspectos da exploração de Marte, não é tão simples como encontrar uma estrutura que se pareça com um delta e caçá-la. Isso porque é difícil contar a história da água num planeta que agora está tão seco.

Ao olharmos para os indicadores de que já houve água, “a questão que temos é: aquela água esteve lá durante muito tempo?” Stack Morgan explicou. Para criar condições propícias ao surgimento da vida tal como a entendemos, as melhores condições seriam águas quentes e rasas que permanecessem durante milhares de anos ou mais. Uma breve inundação de água que evapora rapidamente não será suficiente.

Stack Morgan comparou esta situação a um local em seu estado, o Vale da Morte, na Califórnia. Lá é quase sempre seco, mas ocasionalmente chove – e quando isso acontece, a água fica em poças por alguns dias e pode formar estruturas chamadas leques aluviais antes de evaporar.

Depois que toda a água evaporou, os depósitos em leque aluvial se parecem muito com os depósitos delta. Mas eles são formados por períodos de água na superfície que são breves demais para sustentar o surgimento da vida. Então essa é a grande questão: quando vemos esses leques em Marte, eles são deltas ou leques aluviais?

É aqui que entra a arma secreta de Jezero. A cratera tem um vale de saída, um desfiladeiro profundo escavado pela água que fluiu para fora da cratera depois de cheia e transbordada. Devido à presença deste vale de saída, os pesquisadores podem ter certeza de que não havia apenas um pouquinho de água no Jezero: Houve o suficiente para a cratera encher e para o excesso de água abrir caminho durante um longo período de tempo.

“Isso é o que torna Jezero tão emocionante para nós”, disse Stack Morgan. “Porque além de termos o que pensamos ser um delta, também temos evidências incontestáveis ​​de que ali existia um lago, porque temos o vale de saída.”

Esse vale de saída é uma raridade especial. Existem muitas outras crateras em Marte com o que parecem ser deltas, como a Cratera Gale, onde o rover Curiosity está explorando, mas elas não têm saídas. Como resultado, os investigadores nunca podem ter a certeza absoluta de que o que estão a ver é realmente uma indicação da presença de água há muito tempo.

Em contraste, em Jezero, os investigadores podem ter certeza de que a cratera se encheu de água e transbordou, e que teve água durante o que é conhecido como um período de tempo geologicamente significativo. Quando se trata da tarefa de escolher um local de pouso para o Perseverance, “essa certeza adicional é o que ajudou a colocar Jezero na linha de chegada”, disse Stack Morgan.

O Perseverance pretende pousar bem em frente a este delta para começar a procurar sinais de vida.

Sinais nas rochas

Se o Perseverance encontrar evidências de que já existiu vida em Marte, é improvável que se pareça com um fóssil completo de um organismo complexo como um trilobita. A vida no planeta pode nunca ter progredido tanto em sua evolução. Em vez disso, a evidência de vida provavelmente assumiria a forma de uma camada fossilizada de bactérias chamada tapete microbiano.

“Os micróbios são capazes de deixar sinais maiores que os microscópicos”, explicou Stack Morgan. “Essa é uma das grandes coisas sobre eles.”

Encontrámos tapetes microbianos fossilizados comparáveis ​​na Terra, que formam formas distintas nas rochas em camadas entre os sedimentos. Existem outras maneiras não orgânicas pelas quais essas formas podem se formar, por isso não é fácil dizer se uma determinada forma foi formada especificamente pela vida. Mas olhando para pistas como a espessura das várias camadas acima e abaixo do tapete potencial e se estas estão em conformidade com o que seria esperado das condições físicas, os geólogos podem inferir se elas foram provavelmente criadas pela vida formulários.

“Se encontrássemos no Perseverance um candidato convincente para um tapete microbiano fossilizado, com substâncias orgânicas alternadas em diferentes camadas, com minerais como sílica ou ferro, minerais que conheço micróbios que gostam de usar em seus processos vitais e metabolismo, e vimos que alternando de uma forma que não era esperada, então eu ficaria feliz”, disse ela, antes de corrigir ela mesma. “Não apenas feliz, isso seria o eufemismo do século! Eu sentiria como se tivéssemos encontrado um sinal de vida antiga em Marte.”

Um mistério de carbonato

O delta não é o único lugar onde o Perseverance estará em busca de vida. Outra característica próxima ao local de pouso do Perseverance são os depósitos de minerais carbonáticos que foram identificados em órbita. Esses sais se formam a partir de reações de dióxido de carbono na atmosfera e água na superfície.

“Temos lugares na Terra onde isso acontece, como as Bahamas”, explicou Stack Morgan. “Quando você pensa nas Bahamas, são águas quentes e rasas repletas de vida nos recifes. E embora não saibamos que existiam recifes em Marte, há um interesse semelhante nos carbonatos como alvo astrobiológico porque se os carbonatos se formarem na água, isso é conclusivo para sustentando a vida.” A presença de carbonatos sugere que a água que estava na cratera de Jezero não era muito ácida e poderia ter sido um ambiente confortável para o florescimento da vida.

Não só isso, mas os carbonatos também são excelentes para preservar sinais de vida. Portanto, caçar nesses depósitos é um ótimo lugar para procurar vida antiga, mas também há outra questão geológica em jogo. A atmosfera marciana é composta principalmente de dióxido de carbono e costumava ser mais espessa do que é hoje, e sabemos que houve uma época em que havia água líquida abundante na superfície. Mas os depósitos de carbonato na superfície são raros. “Então existe a questão de onde estão todos os carbonatos?” Stack Morgan disse. “Se já tivemos esta atmosfera mais espessa e rica em CO2, há esta questão do carbonato em falta.”

Encontrar respostas para essa pergunta pode nos ajudar a compreender a história do clima marciano. “Estudamos carbonatos aqui na Terra para descobrir coisas como: Estava quente ou frio no Proterozóico, há 3 mil milhões de anos? Os carbonatos são realmente bons na preservação dos sinais climáticos”, disse ela. “Portanto, os carbonatos são realmente entusiasmantes para nós, tanto do ponto de vista astrobiológico e da sua ligação à vida, mas também como registadores da evolução do clima antigo em Marte.”

Uma linha do tempo da história marciana

Encontrar evidências de vida antiga noutro planeta seria uma conquista científica extraordinária, mas há mais que Jezero pode dizer aos investigadores. Um mistério duradouro sobre Marte é a idade exata de suas formações rochosas e exatamente quando várias eventos em sua história geológica – como o período em que havia água em sua superfície – na verdade ocorrido.

Para tentar compreender a história geológica de Marte os geólogos olham para crateras como Jezero que são formadas por eventos de impacto e tentar modelar a idade provável dos impactos, com base nas crateras de impacto que observamos em outros lugares como o lua.

“Somos capazes de datá-los num sentido relativo usando a cronologia das crateras da Lua e amostras que trazido da Apollo”, disse Stack Morgan, “mas isso é uma coisa extrapolada que aplicamos Marte. Há muitas perguntas sobre quando as coisas realmente aconteceram em Marte”

Para responder a estas questões, os geólogos estão desesperados para conseguir uma amostra de rocha vulcânica. Isto é formado quando a lava derretida endurece em uma rocha sólida, e é inestimável para datação porque eles podem ler quando essa transição da lava para a rocha aconteceu. Isso pode fornecer uma data precisa para eventos como os dois impactos que criaram a cratera.

Jezero tem essas rochas vulcânicas bem perto do delta do rio. Portanto, o Perseverance irá coletar uma amostra e selá-la em um tubo para eventual retorno à Terra sob o Programa Mars Sample Return, e os geólogos serão capazes de finalmente definir uma linha do tempo de Marte história.

As rochas mais antigas de Marte ou da Terra

No entanto, não é apenas a história de Marte que podemos aprender. Poderíamos até aprender sobre a história de todo o sistema solar.

Marte foi muito ativo no início da sua história e ainda tem algumas rochas extremamente antigas visíveis na sua superfície. Podemos ver alguns deles ao redor da borda da Cratera de Jezero em enormes depósitos do tamanho de casas chamados megabrechas, que foram lançados ao ar pelo impacto que criou a cratera. Pensa-se que estas rochas tenham cerca de quatro mil milhões de anos de idade, o que as torna não apenas algumas das rochas mais antigas de Marte, mas potencialmente ainda mais antigas do que as rochas mais antigas da Terra.

Isso ocorre porque a Terra tem um interior ativo, com placas tectônicas que reciclam rochas e destroem grande parte do registro rochoso. O interior de Marte, no entanto, é tectonicamente inativo, então as rochas lá duram muito mais tempo.

“Em Marte, 50% do planeta tem três mil milhões e meio de anos ou mais. Portanto, há um extenso registro do tempo do início do sistema solar preservado em Marte que simplesmente não existe aqui na Terra”, disse Stack Morgan. “Marte é um ótimo lugar para aprender sobre o início do sistema solar.”

A magia de Jezero

Cada um dos diferentes ambientes tem algo a oferecer aos pesquisadores: o delta para a busca de vida antiga, os depósitos de carbonato para aprender sobre o clima marciano, rochas vulcânicas para datar períodos da história de Marte e as rochas mais antigas para aprender sobre o início do período solar sistema.

Os deltas também possuem outra característica útil, pois estão cheios de rochas de outros locais que foram carregadas pelo rio. “Os deltas têm um propósito realmente grande de reunir amostras de rochas de grandes distâncias, bem fora da cratera. De certa forma, o rio e o delta coletaram rochas para nós”, disse Stack Morgan.

Embora essas rochas não tenham o contexto que uma amostra in situ teria, elas permitem aos pesquisadores obter uma vislumbre da diversidade de rochas antigas que existiam em uma área muito maior do que um veículo espacial poderia possivelmente explorar.

E essa é a magia de Jezero – ele tem todos esses alvos, cada um dos quais seria inestimável por si só, todos próximos o suficiente para serem visitados por um rover.

“Você combina os carbonatos e o potencial que eles têm, sendo o depósito do delta e os depósitos do lago um ótimo lugar para procurar sinais de vida antiga, e então você tem as rochas vulcânicas. E tudo isso está dentro do rover Perseverance”, disse Stack Morgan. “Você tem todas essas coisas ao alcance de uma única missão a Marte.”

O toque é iminente

Sendo um local tão especial, você pode se perguntar por que a NASA não enviou um rover para Jezero antes – como o rover Curiosity que está atualmente explorando a Cratera Gale. Isso porque Jezero estava anteriormente inacessível devido às condições inseguras de pouso. Jezero tem características como dunas de areia, encostas íngremes e muitas rochas espalhadas, o que teria criado um perigo de pouso para os rovers anteriores.

Mas a Perseverança está armada com um novo sistema de pouso, chamado Terrain Relative Navigation, que usa uma câmera e mapas de bordo para identificar um local seguro para pousar mesmo entre esses perigos. A tecnologia de aterragem tornou-se agora tão sofisticada que os cientistas podem escolher o local mais interessante para exploração, e os engenheiros podem dizer que estão confiantes de que poderão aterrar o veículo espacial lá.

Mesmo assim, o pouso de um rover ainda é uma operação intrincada e extremamente complexa, para a qual todos mantêm os dedos cruzados. Stack Morgan disse que estava muito nervosa com o pouso, mas está profundamente animada com o início da missão do rover.

Com tantas descobertas potenciais apoiadas nos ombros robóticos do rover, também manteremos os dedos cruzados para um pouso seguro e uma missão bem-sucedida.

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