Colisões de asteróides em Marte podem ter produzido “ingredientes-chave” para a vida

Um novo estudo revela que os impactos de asteróides no passado de Marte podem ter produzido ingredientes essenciais para a vida caso a atmosfera marciana tenha sido rica em hidrogénio.

Uma atmosfera inicial rica em hidrogénio também explicaria como o planeta permaneceu habitável depois da sua atmosfera ter ficado mais fina. O estudo usou dados do rover Curiosity da NASA e foi realizado por investigadores da equipa do instrumento SAM (Sample Anaylsis at Mars) do Curiosity e por colegas internacionais.

Estes ingredientes-chave são nitritos (NO2-) e nitratos (NO3-), formas fixas de azoto que são importantes para o estabelecimento e sustentabilidade da vida como a conhecemos. O Curiosity descobriu estes elementos em amostras de solo e rocha ao atravessar a Cratera Gale, local de antigos lagos e sistemas de águas subterrâneas em Marte.

Para compreender como o azoto fixado pode ter sido depositado na cratera, os cientistas precisaram de recriar a atmosfera primitiva de Marte aqui na Terra.

O estudo, liderado pelo Dr. Rafael Navarro-González e pela sua equipa de cientistas do Instituto de Ciências Nucleares da Universidade Nacional Autónoma do México, na Cidade do México, usou uma combinação de modelos teóricos e dados experimentais para investigar o papel do hidrogénio na alteração de azoto em nitritos e nitratos usando a energia de impactos de asteróide. O artigo foi publicado na edição de janeiro da revista Journal of Geophysical Research: Planets.

No laboratório, o grupo usou pulsos laser para simular as ondas de choque altamente energéticas criadas por asteróides que colidem com a atmosfera. Os pulsos foram focados num frasco contendo misturas dos gases hidrogénio, azoto e dióxido de carbono, representando a atmosfera primitiva de Marte.

Após os pulsos laser, a mistura resultante foi analisada para determinar a quantidade de nitratos formados. Os resultados foram, no mínimo, surpreendentes.

“A grande surpresa foi que a quantidade de nitrato aumentou quando o hidrogénio foi incluído nas experiências que simularam os impactos de asteróides,” disse Navarro-González. “Isto foi contraintuitivo, já que o hidrogénio leva a um ambiente pobre em oxigénio, enquanto a formação de nitratos requer oxigénio.

No entanto, a presença de hidrogénio levou a um arrefecimento mais rápido do gás aquecido pelo choque, prendendo óxido nítrico, o percursor do nitrato, a temperaturas elevadas onde a sua quantidade produzida era maior.”

Embora estas experiências tenham sido realizadas num ambiente controlado de laboratório, a milhões de quilómetros do Planeta Vermelho, os cientistas queriam simular os resultados obtidos com o Curiosity usando o instrumento SAM. O SAM recolhe amostras perfuradas de rochas ou tiradas da superfície pelo braço mecânico do rover e “cozinha-as” para examinar as impressões digitais químicas dos gases libertados.

“O SAM, a bordo do Curiosity, foi o primeiro instrumento a detetar nitrato em Marte,” disse Christopher McKay, coautor do artigo do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia. “Devido aos baixos níveis de azoto gasoso na atmosfera, o nitrato é a única forma biologicamente útil de azoto em Marte. Assim, a sua presença no solo é de grande importância astrobiológica. Este artigo científico ajuda-nos a entender as possíveis fontes desse nitrato.”

Porque é que os efeitos do hidrogénio são tão fascinantes? Embora a superfície de Marte seja hoje fria e inóspita, os cientistas pensam que uma atmosfera mais espessa, enriquecida com gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e vapor de água, pode ter aquecido o planeta no passado. Alguns modelos climáticos mostram que pode ter sido necessária a adição de hidrogénio na atmosfera a fim de elevar a temperatura o suficiente para ter água líquida à superfície.

“Ter mais hidrogénio como gás de efeito estufa na atmosfera é interessante tanto para a história climática de Marte quanto para a sua habitabilidade,” acrescentou Jennifer Stern, geoquímica planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA, coinvestigadora do estudo.

“Se temos uma ligação entre duas coisas boas para a habitabilidade – um clima potencialmente mais quente com água líquida à superfície e um aumento na produção de nitratos, que são necessários para a vida – é muito emocionante. Os resultados deste estudo sugerem que estes dois itens, que são importantes para a vida, encaixam juntos e melhoram a presença um do outro.”

Mesmo que a composição da atmosfera primitiva de Marte continue a ser um mistério, estes resultados podem fornecer mais peças para resolver este enigma climático.