Perseverance revela rios antigos sob o delta da cratera Jezero

O rover da NASA Perseverance tinha como missão principal estudar um antigo leito lacustre na cratera Jezero. Agora, novas medições do subsolo mostram que a história da água no Planeta Vermelho começou nesta região muito antes do que se pensava - e que foi mais complexa, dinâmica e favorável à vida do que os modelos anteriores sugeriam.

Um rover, uma cratera e uma questão incómoda

Desde que aterrou em fevereiro de 2021, o Perseverance percorre a cratera Jezero. Anos antes, observações orbitais já tinham revelado estruturas muito semelhantes a um delta fluvial seco. A hipótese era que ali existira um lago, alimentado por um sistema de rios que corria das áreas circundantes para o interior da cratera.

As primeiras análises realizadas pelo rover encaixaram plenamente nesse cenário. O Perseverance encontrou rochas ricas em carbonatos no fundo da cratera, compatíveis com a presença de um lago antigo. Câmaras de alta resolução também registaram sedimentos depositados em camadas na margem do delta, um forte indício de uma bacia calma onde materiais finos se acumularam durante muito tempo.

Novos dados obtidos até 35 metros de profundidade indicam agora que, sob as camadas do delta, poderá estar escondida uma rede fluvial ainda mais antiga.

Perante estes resultados, surge uma questão inevitável: será que a história da água nesta região foi imaginada de forma demasiado breve e simples?

Georradar em Marte: como o Perseverance observa o subsolo

Para investigar precisamente enigmas deste género, o rover recebeu um instrumento mais comum em estudos de terrenos para construção ou em arqueologia: um radar de penetração no solo, designado tecnicamente por georradar. No Perseverance, esse instrumento chama-se RIMFAX.

O seu funcionamento é relativamente directo:

• Um emissor envia ondas electromagnéticas de alta frequência para o solo marciano.
• Quando a onda encontra uma fronteira entre materiais - por exemplo, entre areia e rocha mais densa - parte do sinal é reflectida.
• Um receptor instalado no rover capta essas ondas reflectidas.
• O tempo que os sinais demoram a regressar permite reconstruir a profundidade das diferentes camadas.

Consoante a frequência utilizada, o radar consegue sondar apenas alguns decímetros ou alcançar várias dezenas de metros de profundidade. Enquanto avança, o Perseverance recolhe assim um perfil subterrâneo, semelhante a uma tomografia computadorizada médica, mas traçada horizontalmente ao longo da paisagem.

Estruturas ocultas: rios antigos sob o delta de Jezero

Foi precisamente este conjunto de dados de radar que os investigadores analisaram agora em detalhe. As medições efectuadas ao longo da margem exterior da cratera Jezero revelam padrões nítidos e repetidos no subsolo, muito abaixo das formações visíveis do delta.

Os sinais apontam para canais antigos, conjuntos de estratos e corpos sedimentares inclinados que se assemelham fortemente a cursos de água enterrados na Terra.

As interpretações dos especialistas abrangem vários cenários possíveis:

• um rio meandrante, com curvas largas, cujo leito mudava regularmente de posição;
• um extenso leque aluvial, onde a água vinda das terras altas transportava materiais para a cratera;
• ou uma rede entrelaçada de numerosos braços de rio, semelhante aos rios entrançados de regiões polares ou montanhosas.

Ainda não é possível determinar com precisão qual destas hipóteses está correcta. Contudo, uma conclusão destaca-se: antes de se formar o complexo deltaico hoje visível, já existia um sistema fluvial activo e de grande escala. O delta que surge tão claramente nas imagens obtidas por orbitadores marcianos parece ser apenas o capítulo mais recente de uma história da água muito mais longa.

A cronologia: Marte esteve húmido muito antes do previsto

No contexto da geologia marciana, esta classificação temporal torna a descoberta particularmente relevante. As novas estruturas são atribuídas ao Noachiano inicial, um período situado aproximadamente entre 4,2 e 3,7 mil milhões de anos atrás, ou seja, numa fase muito precoce da evolução do planeta.

Em contraste, o delta visível no lado ocidental da cratera Jezero parece ser consideravelmente mais recente. A sua formação terá ocorrido, provavelmente, na transição entre o Noachiano tardio e o Hespérico, há cerca de 3,7 a 3,5 mil milhões de anos.

Desta forma, o intervalo durante o qual existiu água líquida nesta região torna-se significativamente mais longo. Em vez de um único “interlúdio húmido”, os dados descrevem várias fases em que os rios estiveram activos e depositaram sedimentos.

O que isto significa para a procura de vida

Se a água correu durante mais tempo e em diferentes etapas, aumenta a probabilidade de terem surgido nichos favoráveis à vida. Sistemas com água durante períodos prolongados poderiam gerar gradientes químicos aproveitáveis por microrganismos, tal como acontece na Terra em deltas fluviais, fontes termais ou zonas costeiras.

Quanto mais tempo uma região permanece húmida, mais tempo a vida potencial tem para surgir, adaptar-se e deixar marcas nas rochas.

O Perseverance recolhe deliberadamente amostras de rochas em camadas distintas, que um dia deverão ser trazidas à Terra numa missão de retorno de amostras. Os novos resultados do radar ajudam agora a enquadrar essas amostras numa escala temporal mais ampla. Uma amostra obtida por perfuração numa camada subterrânea ganha muito mais valor se for possível demonstrar que pertence a uma fase fluvial muito antiga.

Para a astrobiologia, forma-se assim uma espécie de lista prioritária de sedimentos promissores: zonas onde várias fases de água se sobrepõem poderão ser especialmente ricas em vestígios preservados, sejam moléculas orgânicas, estruturas minerais ou texturas indicadoras de tapetes microbianos.

Porque é útil comparar Jezero com a Terra

Há décadas que geofísicos e sedimentólogos utilizam georradar na Terra para reconstruir antigos sistemas fluviais. Em regiões desérticas, sob campos agrícolas ou em deltas costeiros, esta técnica permite identificar canais enterrados e antigas linhas de costa sem escavar um único metro.

Muitos dos padrões agora detectados no subsolo de Jezero apresentam uma semelhança impressionante com exemplos terrestres. Conjuntos de camadas inclinadas podem, por exemplo, corresponder a margens de rios que se deslocaram lentamente para os lados. Corpos em forma de lente indicam frequentemente antigos canais ou braços secundários que acabaram preenchidos por sedimentos.

Esta comparação nunca torna a interpretação totalmente inequívoca, mas oferece aos investigadores uma base sólida. Na Terra, testa-se a pergunta: “Como aparece um meandro enterrado no radar?” - e essa experiência é depois aplicada com prudência a Marte. Sem referências deste tipo, a interpretação seria muito mais difícil.

Alguns conceitos explicados de forma breve

O que torna o georradar tão útil

O georradar responde às diferenças nas propriedades eléctricas dos materiais. Areia seca e solta permite que as ondas se propaguem de forma diferente de uma rocha mais densa, eventualmente rica em argila. Água congelada ou depósitos de sal também podem gerar contrastes evidentes.

Em Marte, há ainda outro factor: a atmosfera é rarefeita, a superfície é extremamente seca e encontra-se muitas vezes muito consolidada. Estas condições podem favorecer o alcance do radar, pois perde-se menos energia devido à humidade. Ao mesmo tempo, a análise continua a ser exigente, dado que existem poucos dados de comparação provenientes de furos de sondagem ou de afloramentos.

Delta, leque aluvial e rio entrançado: qual é a diferença?

Para quem não trabalha diariamente com sedimentologia, segue-se uma explicação resumida:

• Delta: forma-se quando um rio desagua numa massa de água parada. O fluxo abranda e os sedimentos acumulam-se em estruturas com forma de leque.
• Leque aluvial: é uma acumulação de detritos que se desenvolve geralmente à saída de um vale. Variações súbitas no escoamento espalham cascalho, areia e silte por uma área ampla em forma de cone.
• Rio entrançado: consiste numa rede de numerosos braços pouco profundos que mudam continuamente de posição. É característico de regiões com elevada carga sedimentar e caudais variáveis.

Naturalmente, estes tipos de ambientes já não podem ser observados directamente em Marte; só podem ser reconstruídos a partir das estruturas sedimentares preservadas. Os dados de radar sugerem que Jezero poderá ter atravessado vários destes ambientes ao longo do tempo.

O futuro do Perseverance e da história da água em Marte

O rover continua a avançar gradualmente para camadas mais elevadas e mais jovens, observando o complexo deltaico a partir de diferentes cotas. Durante esse percurso, o georradar mantém-se activo quase sem interrupção. Cada novo perfil contribui para ampliar a imagem tridimensional do subsolo.

Nos próximos anos, as equipas científicas esperam obter uma espécie de “estratigrafia em 3D”: um modelo digital capaz de indicar quando cada braço de rio esteve activo, quando o nível do lago subiu ou desceu e quando poderão ter prevalecido longos períodos de seca. Estes mapas com resolução temporal poderão também revelar se determinadas fases de água foram particularmente favoráveis à formação de vestígios orgânicos.

Em paralelo, surgem novas perguntas: existirão noutros crateras sistemas fluviais semelhantes, até agora invisíveis? Será possível identificar um padrão global que indique se Marte se manteve húmido durante muito tempo em grandes extensões - ou apenas em poucas oásis regionais? É provável que futuras missões apostem ainda mais em radares de subsuperfície para encontrar precisamente estas peças do puzzle.

Para a visão de uma missão tripulada a Marte, tudo isto tem ainda uma consequência adicional: quem vier a construir estações ou mesmo infra-estruturas terá de saber onde existem sedimentos antigos, cavidades ou depósitos instáveis. A observação do subsolo que o Perseverance proporciona ajuda não só a ciência, mas também, a longo prazo, o planeamento de locais seguros.