Durante muito tempo, Marte foi tratado como o exemplo clássico de um planeta “desligado”: uma paisagem árida, sem grandes histórias recentes para contar.
O seu campo magnético aparece apenas em manchas dispersas, os rios e lagos desapareceram há eras, e o vulcanismo à superfície parece ter cessado há muito. Além disso, a crosta marciana é vista como uma única carapaça contínua - bem diferente do mosaico de placas tectónicas móveis que molda a Terra.
Por isso, muitos cientistas interpretaram essa carapaça como uma “tampa estagnada”, assumindo que qualquer atividade magmática em profundidade teria sido relativamente simples e localizada - longe da rede vasta e duradoura de canais de magma que existe no nosso planeta.
Agora, porém, os tremores sísmicos registados nas profundezas de Marte sugerem um cenário diferente.
"Tradicionalmente, pensava-se que uma crosta complexa e rica em sílica exigia tectónica de placas e diferenciação magmática impulsionada por subducção", disse à ScienceAlert o sismólogo Tobermory Mackay-Champion, da Universidade de Bristol, que estava na Universidade de Oxford durante o estudo.
"O nosso estudo sugere, em vez disso, que Marte consegue construir uma crosta complexa através de sistemas magmáticos transcrustais de longa duração, onde o magma vindo do manto é armazenado, diferenciado, misturado e assimilado no interior da crosta.
"Isto significa que a reciclagem de placas não é a única via para criar crosta evoluída em planetas rochosos quentes."
As diferenças entre a Terra e Marte têm sido usadas, há muito, para explorar a fronteira entre um mundo habitável e outro que não o é.
As crostas planetárias de ambos tiveram um papel importante nessas análises.
A Terra tem placas tectónicas móveis, que por sua vez geram vulcanismo complexo e continentes. Marte não tem placas tectónicas; logo, o seu vulcanismo deveria ser relativamente simples.
Mas a NASA enviou o módulo de aterragem InSight para Marte, para ficar à superfície a monitorizar o interior do planeta em busca de sinais de atividade. Não se sabia ao certo que nível de atividade poderia detetar, mas a estação sísmica revelou um planeta surpreendentemente “vivo”.
Em pouco mais de quatro anos, registou 1.319 sismos.
"A habitabilidade pode ser possível numa gama mais ampla de cenários planetários do que supúnhamos."
O detalhe interessante sobre sismos é este: as ondas sísmicas mudam de forma conforme a composição do material que atravessam. Isso permite fazer algo semelhante a uma ecografia à escala de um planeta, para inferir o que existe no seu interior.
E Mackay-Champion e os seus colegas ficaram atentos quando algo nessa “imagem” não batia certo.
"Reparámos que as velocidades das ondas sísmicas na crosta inferior marciana eram muito mais altas do que seria esperado para uma estrutura de crosta simples", explicou.
"Essa discrepância sugeria que a crosta inferior tinha uma composição invulgar e valia a pena investigá-la com mais detalhe."
Estudos anteriores já tinham identificado essa fronteira, mas a sua origem continuava pouco clara. A equipa de Mackay-Champion colocou então a questão: e se ela marcar o ponto onde duas camadas de rocha diferentes se encontram?
O cenário é fácil de imaginar. Num enorme reservatório subterrâneo de magma, os minerais mais pesados afundam, enquanto os mais leves sobem.
Com o tempo, os cristais mais densos acumulam-se no fundo, enquanto o material fundido que sobra fica mais rico em sílica.
Usando modelação termodinâmica e ferramentas estatísticas, os investigadores testaram como a propagação sísmica se comportaria em centenas de combinações diferentes de camadas rochosas.
O único cenário que correspondia de forma consistente aos dados incluía uma camada inferior inesperadamente espessa de rocha ultramáfica - rica em ferro e magnésio, mas pobre em sílica - e uma camada superior de rocha máfica com maior teor de sílica.
E isso aponta para um sistema subterrâneo de “canalizações” de magma surpreendentemente espesso.
"Para explicar uma zona ultramáfica com cerca de 14 quilómetros de espessura na base da crosta, foi necessário um sistema magmático muito maior do que esperávamos inicialmente", disse Mackay-Champion.
Uma das maiores limitações do InSight é que não era móvel. Depois de se fixar na Elysium Planitia, em Marte, ficou ali. Na verdade, continua no mesmo local hoje, inerte e sem comunicações desde a sua retirada em 2022.
Isto significa que os investigadores só conseguiram restringir diretamente a crosta por baixo do local de aterragem. Ainda assim, consideram improvável que estes processos geológicos sejam exclusivos daquela região.
Uma fronteira sísmica semelhante já tinha sido identificada a milhares de quilómetros do InSight. Além disso, evidências minerais recolhidas por todo o planeta reforçam a ideia de magmatismo evoluído.
"Em conjunto, estas observações sugerem que os processos de diferenciação da crosta identificados sob o InSight podem ter atuado em regiões amplas de Marte", disse Mackay-Champion.
A ideia de atividade magmática generalizada em Marte também pode mudar a forma como pensamos a habitabilidade noutros mundos.
O sistema tectónico da Terra é frequentemente visto como um ingrediente essencial para criar e manter condições favoráveis à vida. Se Marte conseguiu construir uma crosta complexa por um processo geológico diferente, essa premissa pode precisar de ser reavaliada.
"O nosso estudo sugere que processos-chave associados à habitabilidade - incluindo a diferenciação da crosta, magmatismo de longa duração, ciclagem de voláteis, transferência de calor sustentada e a geração de ambientes quimicamente diversos - podem ocorrer sem tectónica de placas ao estilo da Terra", explicou Mackay-Champion.
"Isto alarga os tipos de planetas que poderiam sustentar ambientes habitáveis, incluindo os que antes eram descartados com base no tamanho ou na aparente falta de atividade tectónica."
Isto não significa que Marte seja, ou tenha sido, habitável. Mas sugere que os processos geológicos associados a mundos habitáveis podem ser mais comuns do que se pensava.
"A habitabilidade pode ser possível numa gama mais ampla de cenários planetários do que supúnhamos", disse Mackay-Champion.
Embora não exista evidência confirmada de vulcanismo em curso à superfície de Marte hoje, o planeta pode ainda guardar surpresas. As observações do InSight sobre o interior marciano sugerem que uma pluma do manto pode estar a subir sob a Elysium Planitia.
Mais recentemente, observações gravitacionais indicam que uma pluma semelhante poderá estar ativa sob a região de Tharsis.
Este novo resultado sugere que, longe de ser um planeta morto, Marte pode ter uma história poderosa de atividade que se estende mais fundo e por mais tempo do que imaginávamos.
"A maior mudança é que Marte já não parece um planeta moldado sobretudo por vulcanismo basáltico simples e arrefecimento sob uma tampa estagnada", disse Mackay-Champion.
"A parte mais entusiasmante é que isto oferece um mecanismo universal para construir crosta evoluída em planetas rochosos quentes sem tectónica de placas e amplia os tipos de planetas que poderiam sustentar ambientes habitáveis.
"Nesse sentido, Marte torna-se um exemplo de um processo planetário muito mais amplo."
A investigação foi publicada na Nature Astronomy.
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