p>NASA’s Curiosity rover, há três anos marcianos – há cerca de seis anos para nós, terráqueos – que farejam o ar sobre a cratera Gale de Marte, o seu local de exploração quase equatorial. Usando o seu laboratório químico portátil de análise de amostras em Marte (SAM), o rover verificou não só de que é feita a atmosfera de superfície, mas também como os seus gases mudam com as estações.
Muitos dos gases de Marte “são muito bem comportados”, diz Melissa Trainer, uma cientista planetária da NASA e membro da equipa na experiência SAM. Uma, contudo, parece comportar-se de uma forma decididamente inesperada e totalmente bizarra: oxigénio.
Os cientistas sabem há muito que o dióxido de carbono em Marte, que constitui 95% da atmosfera do planeta, congela sobre os pólos no Inverno, e sublima-se de volta para um gás no Verão. No ar rarefeito em redor da Cratera de Gale, as medições da Curiosidade têm mostrado quantidades minúsculas de árgon inerte e azoto subindo e descendo periodicamente como esperado, devido a este ciclo sazonal de dióxido de carbono.
Os instrumentos da Curiosidade também registaram a subida e descida de oxigénio atmosférico em momentos semelhantes, mas em quantidades que desafiam uma explicação fácil. Havia muito mais durante a Primavera e o Verão, e menos durante o Inverno, do que a oscilação sazonal de outros gases poderia prever.
Isso sugere que algo está a fazer ou a libertar reservas de oxigénio nos meses mais quentes e a prendê-lo ou engoli-lo durante os mais frígidos. Pode ser um processo geológico, químico, atmosférico ou, talvez mesmo biológico, mas neste momento, ninguém tem o mais nevoeiro quanto ao que é realmente o culpado. E embora o trampolim de oxigénio pareça certamente ser uma característica local, pode ser uma peculiaridade regional ou mesmo global.
François Forget, um cientista planetário do Centro Nacional Francês de Investigação Científica, diz que esta descoberta é surpreendente, estranha e misteriosa. Jon Telling, geochemista e geomicrobiólogo da Universidade de Newcastle, diz que ele e outros especialistas estão compreensivelmente “flummoxados”
Um desafio inesperado foi subitamente lançado perante a comunidade científica. Não é claro quando, ou mesmo se, o caso do oxigénio excessivamente zeloso vai ser rachado. Já, diz Paul Niles, um geólogo planetário e geochemista analítico da NASA, é abundantemente claro que “Marte é muito mais alienígena do que pensávamos”
Curiosity Killed the Stats
Medições in situ da pressão, temperatura e composição da atmosfera de Marte datam de quase meio século atrás, desde os terrestres vikings nos anos 70 até ao Spirit, Opportunity e agora Curiosity rovers. O conjunto SAM da Curiosity, no entanto, tem acompanhado cuidadosamente a forma como as quantidades de gás atmosférico marciano mudam ao longo das estações do ano, proporcionando assim aos cientistas uma crónica precisa e com mudança de jogo da atmosfera do planeta.
Os picos de oxigénio demasiado altos e os nadirs demasiado baixos durante os meses mais quentes e mais frios, respectivamente, foram um choque. Os cientistas da curiosidade só podiam conceber duas possibilidades: ou existia em Marte um misterioso criador e destruidor de oxigénio que os cientistas desconheciam, ou as medições estavam erradas. Formador, autor principal do estudo que relata a descoberta no Journal of Geophysical Research: Planetas, enfatiza que esta detecção e análise levou muitos anos, com todos os possíveis estímulos falsos positivos descartados.
“Penso que fizeram a sua devida diligência”, diz Niles. Muita coisa pode correr mal com estas experiências científicas interplanetárias, desde o mau funcionamento do equipamento até à contaminação. Independentemente disso, diz ele, “não vejo qualquer razão para ter qualquer dúvida nas medições de oxigénio”
“Espero que seja real”, diz Forget, porque um enigma de oxigénio extraterrestre é muito mais divertido do que uma falha.
Um verdadeiro enigma forçaria os investigadores a voltar ao básico, diz Manish Patel, um cientista planetário da Universidade Aberta. “Temos primeiro de interrogar a nossa compreensão dos processos conhecidos de criação de oxigénio, antes de invocarmos qualquer processo novo, ou controverso”
Trainer e os seus colegas fizeram exactamente isso. Mas ainda assim, não se aperceberam. A radiação solar poderia estar a quebrar as moléculas de oxigénio e a sopra-las para o espaço, mas este processo parece ser demasiado lento e ineficiente para explicar os mergulhos sazonais vistos pela Curiosidade. Talvez a lenta decomposição do dióxido de carbono na atmosfera pudesse ter libertado oxigénio, causando um pico de Verão – mas, mais uma vez, este processo levaria demasiado tempo a produzir os picos observados.
O solo marciano é rico em peróxido de hidrogénio contendo oxigénio e percloratos. Os terrestres Viking demonstraram que o ar quente e húmido poderia libertar este oxigénio, mas essas condições não prevalecem em todo o planeta – só a cratera Gale – para os dados do SAM. O bombardeamento do solo por radiação ionizante de raios cósmicos e tempestades solares pode ser suficiente, mas estima-se que seja necessário um milhão de anos para criar o pico de oxigénio visto durante uma primavera solitária.
Só não sabemos o suficiente sobre Marte para dominar este puzzle em particular, diz Niles. Tanto sobre a sua química – como os gases são transportados acima e dentro do planeta, quais as fontes e os sumidouros que podem ter – é profundamente incerto. Pelo que sabemos, diz ele, os acontecimentos no passado de Marte poderiam ter conspirado para bloquear vastas quantidades de oxigénio debaixo do solo, que agora, por alguma razão, está de volta à atmosfera.
Se a resposta não for encontrada no ar e rochas sem vida de Marte, será que alguma forma enigmática e alienígena de biologia pode ser culpada? Na Terra, a fotossíntese e a respiração pelos seres vivos provocam pequenas flutuações na concentração constante de oxigénio do nosso planeta. No entanto, não devemos esperar isto em Marte. “Isso está longe de ser verdade”, diz Telling: Marte parece demasiado inóspito para uma massa crítica de vida capaz de sustentar qualquer um dos processos. “Vai ser quase certamente uma reacção química não biológica”
O próprio treinador não exclui uma explicação biológica, mas sublinha no entanto a sua inverossimilhança. “As pessoas na comunidade gostam de dizer que será a explicação de último recurso, porque isso seria tão monumental”, diz ela. Há muitos mecanismos abióticos, tanto conhecidos como desconhecidos, para descartar primeiro antes de saltar para quaisquer outras alegações sensacionais.
Cavalgar a Rollercoaster de Metano
Este enigma do oxigénio faz lembrar o metano malicioso de Marte, outro mistério de longa data do Planeta Vermelho. Embora o ar marciano contenha um persistente baixo nível de fundo de metano, durante anos vários grupos independentes de cientistas reclamaram detecções de picos dramáticos e imprevisíveis na abundância atmosférica do gás. A curiosidade detectou um desses picos em 2013, e outro substancialmente maior em 2019. De forma enigmática, muitas detecções de metano baseadas no solo não foram corroboradas por naves espaciais de propulsão atmosférica, acima da superfície marciana, incluindo o Orbitador de Gás Traço da ESA e o Mars Express.
Methane tem uma vasta gama de fontes e poços na Terra. Algumas são geológicas, mas muitas são biológicas. Em Marte, o metano transportado pelo ar deve decompor-se rapidamente, por isso presume-se que quaisquer picos tenham sido gerados pouco antes de uma detecção ser feita; este facto alimentou a especulação sobre um progenitor microbiano marciano existente como sendo a causa dos picos observados de Curiosidade. Mas, tal como acontece com o oxigénio, “o metano também é completamente intrigante”, diz Forget. Os cientistas podem dizer pouco sobre o assunto com qualquer certeza, incluindo se ele cresce à escala local, regional ou global, e porquê.
Se os picos de metano de Marte são genuínos, e causados por algum processo químico ainda desconhecido, os cientistas postulam que isto deveria ter efeitos de arrastamento para outros gases na atmosfera – mas nada do género alguma vez foi observado. Até agora, ou seja: As leituras de SAM da Curiosity sugerem que os níveis de oxigénio, ao longo das estações, por vezes sobem e descem com as concentrações de metano de Marte.
“Não é certamente uma combinação perfeita”, diz o treinador; para cada gás, os tempos e as extremidades dos picos e dos canais divergem, o que sugere que ambos os gases são controlados por diferentes combinações de processos. Se, contudo, a dança imperfeitamente sincronizada implícita entre os dois gases for real, então compreender o comportamento de um pode ajudar-nos a compreender o outro.
Com tantas perguntas em mãos, para onde vamos a partir daqui? Farejar mais ar na superfície de Marte com SAM seria sempre bem-vindo, diz o treinador; que os dados podem ser introduzidos em modelos e experiências de laboratório que podem desvendar o mistério do oxigénio maníaco de Marte.
Curiosidade, no entanto, só está a inalar gás numa única área, pelo que os seus dados não são adequados para confirmar se esta montanha-russa de oxigénio é uma ocorrência local ou global, diz Patel. No entanto, o órbita de gás de rastreio pode ser uma grande ajuda. “Aposto mesmo muito que se esta variação de oxigénio for real, tem de ser bastante global”, diz Forget-and this orbiter is well placed to determine that.
It is too early to predict if this will be a colossal or miniature phenomenon, one with a rudimentary explanation or a far much more revolutionary root. Actualmente, o treinador diz, tudo o que podemos dizer com confiança sobre os níveis de oxigénio selvagem de Marte é que “estamos a puxar por todo o entendimento actual que temos e a dizer, meu Deus, simplesmente não faz sentido”.