Marte afinal pode formar crosta complexa sem tectónica de placas, mostram sismos do InSight

Durante décadas, a imagem dominante de Marte foi a de um planeta desértico e sem vida, praticamente morto.

Uma visão antiga de Marte

O seu campo magnético sobrevive apenas em manchas esparsas. Os lagos e rios secaram há muito tempo. A actividade vulcânica à superfície perdeu força e acabou por cessar. E a crosta é uma única carapaça contínua - ao contrário da Terra, com o seu sistema de placas tectónicas em movimento.

Os cientistas interpretaram essa carapaça como uma "tampa estagnada", assumindo que qualquer actividade magmática profunda teria sido relativamente simples e confinada a zonas específicas - muito diferente da extensa e duradoura rede de canais e reservatórios de rocha fundida que existe na Terra.

Ainda assim, novos tremores sísmicos registados nas profundezas do interior marciano contam outra história.

"Tradicionalmente, pensava-se que uma crosta complexa e rica em sílica exigia tectónica de placas e diferenciação magmática impulsionada pela subducção", disse ao ScienceAlert o sismólogo Tobermory Mackay-Champion, da Universidade de Bristol, que estava na Universidade de Oxford durante o estudo.

"Em vez disso, o nosso estudo sugere que Marte pode construir uma crosta complexa através de sistemas magmáticos transcrustais de longa duração, em que o magma proveniente do manto é armazenado, diferenciado, misturado e assimilado no interior da crosta.

"Isto significa que a reciclagem de placas não é o único caminho para formar crosta evoluída em planetas rochosos quentes."

Terra vs. Marte e o que o InSight veio medir

As diferenças entre a Terra e Marte têm sido usadas, há muito, para analisar a fronteira entre um mundo habitável e um mundo que não o é.

Nessas discussões, as crostas planetárias de ambos os planetas tiveram um peso considerável. A Terra tem placas tectónicas móveis, que alimentam vulcanismo complexo e a formação de continentes. Marte não tem placas tectónicas; por isso, o seu vulcanismo deveria ser, em princípio, mais simples.

Foi neste contexto que a NASA enviou o módulo de aterragem InSight para Marte, com o objectivo de permanecer à superfície e monitorizar o interior em busca de sinais de actividade. Não era claro que nível de agitação o instrumento iria captar, mas a estação sísmica revelou um planeta surpreendentemente activo.

Ao longo de pouco mais de quatro anos, registou 1,319 sismos.

"A habitabilidade pode ser alcançável numa gama mais ampla de cenários planetários do que supúnhamos."

O que as ondas sísmicas revelam sobre a crosta marciana

Há um pormenor essencial nos sismos: as ondas sísmicas alteram a sua forma consoante a composição do material por onde passam. Isso permite utilizá-las como uma espécie de ecografia à escala planetária, ajudando a inferir o que existe no interior.

Mackay-Champion e os seus colegas ficaram intrigados porque algo nessa “imagem” não batia certo.

"Reparámos que as velocidades das ondas sísmicas na crosta inferior marciana eram muito mais elevadas do que o esperado para uma estrutura crustal simples", explicou.

"Essa discrepância sugeria que a crosta inferior tinha uma composição invulgar e merecia ser investigada com mais detalhe."

Estudos anteriores já tinham identificado esta fronteira, mas a sua origem continuava por esclarecer. A equipa de Mackay-Champion colocou então a hipótese: e se essa fronteira assinalar o contacto entre duas camadas de rocha diferentes?

A ideia é fácil de visualizar. Num enorme reservatório subterrâneo de magma, os minerais mais pesados afundam-se, enquanto os mais leves tendem a subir.

Com o tempo, os cristais mais densos acumulam-se no fundo, e o líquido remanescente vai ficando mais rico em sílica.

Para testar a hipótese, os investigadores recorreram a modelação termodinâmica e a ferramentas estatísticas, simulando como a propagação sísmica se comportaria em centenas de combinações possíveis de camadas rochosas.

O único cenário que, de forma consistente, se ajustou aos dados foi a presença de uma camada inferior inesperadamente espessa de rocha ultramáfica - rica em ferro e magnésio, mas pobre em sílica - e, por cima, uma camada de rocha máfica com teor de sílica mais elevado.

E isto aponta para um sistema subterrâneo de alimentação magmática muito mais robusto do que se imaginava.

"Explicar uma zona ultramáfica com cerca de 14 quilómetros [8,7 milhas] de espessura na base da crosta exigiu um sistema magmático muito maior do que inicialmente esperávamos", afirmou Mackay-Champion.

Limitações do InSight e sinais de um processo mais amplo

Uma das maiores limitações do InSight foi não ser móvel. Assim que ficou instalado em Elysium Planitia, em Marte, foi aí que permaneceu. Na verdade, continua nesse local, inerte e sem comunicações desde que foi desactivado em 2022.

Isto significa que os cientistas só conseguiram impor restrições directas à crosta por baixo do ponto de aterragem. Ainda assim, consideram pouco provável que os processos geológicos observados sejam exclusivos dessa região.

Já tinha sido identificada uma fronteira sísmica semelhante a milhares de quilómetros do InSight. Além disso, evidência mineralógica recolhida em vários pontos do planeta reforça a ideia de magmatismo evoluído.

"Em conjunto, estas observações sugerem que os processos de diferenciação crustal identificados sob o InSight podem ter actuado em vastas regiões de Marte", disse Mackay-Champion.

O que isto pode significar para a habitabilidade

A possibilidade de existir actividade magmática generalizada em Marte também pode alterar a forma como pensamos a habitabilidade noutros mundos.

O sistema tectónico terrestre é frequentemente visto como um ingrediente-chave para criar e manter condições favoráveis à vida. Se Marte conseguiu desenvolver uma crosta complexa através de um processo geológico diferente, essa premissa poderá ter de ser reavaliada.

"O nosso estudo sugere que processos-chave associados à habitabilidade - incluindo diferenciação crustal, magmatismo de longa duração, ciclagem de voláteis, transferência sustentada de calor e a geração de ambientes quimicamente diversos - podem ocorrer sem tectónica de placas semelhante à da Terra", explicou Mackay-Champion.

"Isso alarga os tipos de planetas que podem sustentar ambientes habitáveis, incluindo aqueles anteriormente descartados com base no tamanho ou na aparente ausência de actividade tectónica."

Isto não significa que Marte seja, ou sequer tenha sido, habitável. Mas indica que os processos geológicos frequentemente ligados a mundos habitáveis poderão ser mais comuns do que se pensava.

"A habitabilidade pode ser alcançável numa gama mais ampla de cenários planetários do que supúnhamos", afirmou Mackay-Champion.

Plumas do manto e surpresas ainda por descobrir

Embora actualmente não exista evidência confirmada de vulcanismo activo à superfície de Marte, o planeta pode ainda reservar surpresas. As observações do interior marciano feitas pelo InSight sugerem que poderá estar a subir uma pluma do manto sob Elysium Planitia.

Mais recentemente, medições de gravidade indicam que uma pluma semelhante poderá estar activa sob a região de Tharsis.

Este resultado implica que, longe de ser um planeta morto, Marte poderá ter uma história poderosa de actividade - mais profunda e mais prolongada do que imaginávamos.

"A maior mudança é que Marte deixa de parecer 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 alarga os tipos de planetas que podem sustentar ambientes habitáveis.

"Nesse sentido, Marte torna-se um exemplo de um processo planetário muito mais abrangente."

A investigação foi publicada na Nature Astronomy.