“Caçadores de Tempestades” procuram os segredos da poeira que engoliu Marte

Perseguir tempestades requer alguma sorte e muita paciência cá na Terra – e ainda mais em Marte. Para os cientistas que observam o Planeta Vermelho com orbitadores da NASA, o mês está a ser um turbilhão.

As tempestades “globais” de poeira, onde uma série descontrolada destes eventos climáticos cria uma nuvem tão grande que envolve o planeta, só aparecem a cada 6-8 anos (ou seja, 3-4 anos marcianos), e os cientistas ainda não entendem porquê ou exatamente como essas tempestades se formam e evoluem.

Em junho, um destes eventos de poeira engoliu rapidamente o planeta. Os cientistas observaram pela primeira vez uma tempestade de poeira mais pequena no dia 30 de maio. No dia 20 de junho, tinha-se tornado global.

Para o rover Opportunity, isso significou uma queda repentina na visibilidade – de um dia claro e de sol para um dia nublado. Dado que o Opportunity funciona a energia solar, os cientistas tiveram que suspender as atividades científicas a fim de preservar as baterias do rover. À data da escrita deste artigo, não havia ainda nenhuma resposta do rover.

Felizmente, toda esta poeira funciona como um isolante atmosférico, evitando com que as temperaturas noturnas caiam para menos do que o Opportunity consegue suportar. Mas o rover com quase 15 anos ainda não está fora de perigo: pode levar semanas, ou mesmo meses, para que a poeira comece a estabilizar-se.

Com base na longevidade de uma tempestade global de areia de 2001, os cientistas da NASA estimam que só em setembro é que a neblina fica limpa o suficiente para o Opportunity sair do modo de hibernação e ligar para casa.

Quando os céus começarem a clarear, os painéis solares do Opportunity podem estar cobertos por uma fina camada de poeira. Isso poderá atrasar a recuperação do rover, pois recolhe energia para recarregar as suas baterias. Uma rajada de vento ajudaria, mas não é um requisito para uma recuperação completa.

Enquanto a equipa do Opportunity aguarda para ouvir o rover, os cientistas noutras missões marcianas tiveram uma hipótese rara de estudar este fenómeno.

A MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), a Mars Odyssey e a MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) estão a adaptar as suas observações do Planeta Vermelho para estudar esta tempestade global e para aprender mais sobre os padrões climáticos de Marte. Entretanto, o rover Curiosity está a estudar a tempestade de areia a partir de superfície.

Mars Odyssey

Com o instrumento THEMIS (Thermal Emission Imaging System), os cientistas podem rastrear a temperatura à superfície de Marte, a temperatura atmosférica e a quantidade de poeira na atmosfera. Isto permite com que observem a tempestade de poeira a crescer, evoluir e a dissipar-se com o tempo.

“Este é um dos maiores eventos climáticos que já vimos em Marte,” desde que as observações com missões espaciais começaram na década de 1960, comenta Michael Smith, cientista do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, que trabalha no instrumento THEMIS.

“Ter outro exemplo de uma tempestade de areia ajuda-nos realmente a entender o que está a acontecer”, acrescenta o cientista.

Desde o início da tempestade, a equipa do THEMIS aumentou a frequência das observações atmosféricas globais, de 10 dias para duas vezes por semana, realça Smith. Um mistério que ainda estão a tentar resolver: como estas tempestades se tornam globais.

“A cada ano marciano, durante a estação da poeira, existem muitas tempestades locais ou regionais que cobrem uma área do planeta,” explica Smith. Mas os cientistas ainda não têm a certeza como essas tempestades mais pequenas crescem e às vezes acabam por cercar todo o planeta.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

A sonda MRO tem dois instrumentos a estudar a tempestade de areia. Todos os dias, o MARCI (Mars Color Imager) mapeia todo o planeta a meio da tarde a fim de acompanhar a evolução da tempestade.

Entretanto, o instrumento MCS (Mars Climate Sounder) mede o modo como a temperatura da atmosfera muda com a altitude. Desde o final de maio, os instrumentos observaram o início e a rápida expansão da tempestade de poeira em Marte.

Com estes dados, os cientistas estudam como a tempestade altera as temperaturas atmosféricas do planeta. Tal como na atmosfera da Terra, a mudança de temperatura de Marte pode afetar os padrões de vento e até mesmo a circulação de toda a atmosfera.

Isto fornece um feedback poderoso: o aquecimento solar da poeira lançada para a atmosfera muda a temperatura, o que altera os ventos e pode ampliar a tempestade levantando mais poeira da superfície.

Os cientistas querem saber os detalhes da tempestade – onde é que o ar sobe ou desce? Como é que as temperaturas atmosféricas atuais se comparam com um ano sem tempestades? E, tal como a Mars Odyssey, a equipa da MRO quer determinar como estas tempestades de areia se tornam globais.

“O simples facto de que podemos começar com algo que é uma tempestade local, não maior que um estado norte-americano, e depois desencadear algo que levanta mais poeira e produz uma névoa que cobre quase todo o planeta, é notável,” comenta Rich Zurek, cientista do projeto MRO.

Os cientistas querem descobrir porque é que estas tempestades surgem a cada poucos anos, o que é difícil de fazer sem um registo longo de tais eventos. Seria como se alienígenas estivessem a observar a Terra e a ver os efeitos climáticos do El Niño durante muitos anos de observações – perguntar-se-iam porque é que algumas regiões ficam ainda mais chuvosas e algumas áreas mais secas seguindo um padrão aparentemente regular.

MAVEN

Desde que o orbitador MAVEN entrou em órbita de Marte, “uma das coisas pelas quais esperávamos era uma tempestade global de poeira,” comenta Bruce Jakosky, investigador principal da sonda.

Mas a MAVEN não está a estudar a tempestade de poeira propriamente dita. Ao invés, a equipa da MAVEN quer estudar como a tempestade afeta a atmosfera superior de Marte, mais de 100 km acima da superfície – onde a poeira nem chega.

A missão da MAVEN é descobrir o que aconteceu com a atmosfera inicial de Marte. Sabemos agora que em algum ponto da sua história, há milhares de milhões de anos, a água líquida ficou acumulada e corria pela superfície, o que significa que a sua atmosfera deve ter sido mais espessa e mais isolante, parecida à da Terra.

Desde que a MAVEN chegou a Marte em 2014, as suas investigações descobriram que esta atmosfera pode ter sido removida por uma corrente de vento solar ao longo de várias centenas de milhões de anos, há 3,5-4 mil milhões de anos.

Mas ainda existem nuances a determinar, como por exemplo o modo como as tempestades de poeira, como a atual, afetam as moléculas atmosféricas que escapam para o espaço, afirma Jakosky.

Por exemplo, a tempestade de poeira age como um isolante atmosférico, aprisionando o calor do Sol. Será que este aquecimento altera a forma como as moléculas escapam da atmosfera?

É também provável que, à medida que a atmosfera aquece, mais vapor de água suba o suficiente para ser destruído pela luz solar, o vento solar varrendo os átomos de hidrogénio para o espaço. A equipa não terá respostas durante algum tempo, mas cada uma das cinco órbitas diárias da MAVEN fornecem dados inestimáveis.

Curiosity

A maioria das naves da NASA estudam a tempestade de areia a partir de órbita. Mas o rover Curiosity tem uma perspetiva única: a máquina científica movida a energia nuclear é amplamente imune aos céus escuros, permitindo com que recolha ciência dentro do véu bege que envolve o planeta.

“Estamos de momento a trabalhar o dobro,” comenta Ashin Vasavada do JPL, cientista do projeto Curiosity. “A nossa broca recentemente recondicionada está a obter uma amostra de rocha fresca. Mas também estamos a usar os instrumentos para estudar como a tempestade de poeira evolui.”

O Curiosity tem vários “olhos” que podem determinar a abundância e tamanho das partículas de poeira com base no modo como espalham e absorvem luz. Isto inclui a Mastcam, a ChemCam e um sensor ultravioleta na REMS, a sua “suite” de instrumentos meteorológicos.

A “suite” REMS também pode ajudar a estudar as marés atmosféricas – mudanças na pressão que se deslocam como ondas em todo o ar rarefeito do planeta. Estas marés mudam drasticamente com base no local onde a poeira está globalmente, não apenas dentro da Cratera Gale.

A tempestade global também pode revelar segredos sobre os “diabos de poeira” e sobre os ventos de Marte. Os diabos de poeira podem ocorrer quando a superfície do planeta está mais quente do que o ar acima dela. O aquecimento gera turbilhões de ar, alguns dos quais levantam poeira e tornam-se diabos.

Durante uma tempestade de areia, há menos luz solar direta e temperaturas diurnas mais baixas; isto pode significar menos diabos a rodopiar pela superfície.

Até mesmo novas perfurações podem avançar a ciência das tempestades: a observação de pequenas pilhas de material solto, formadas pela broca do Curiosity, é a melhor maneira de monitorizar os ventos.

Os cientistas pensam que a tempestade vai durar pelo menos um par de meses. De cada vez que avistar Marte no céu, nas próximas semanas, lembre-se dos dados que os cientistas estão a recolher para melhor compreender o misterioso clima do Planeta Vermelho.