A química que tem lugar no material à superfície de Marte pode explicar por que alguns isótopos específicos de xénon (Xe) e crípton (Kr) são mais abundantes na atmosfera marciana do que o esperado. Os isótopos - variantes que têm números diferentes de neutrões - são formados nestas rochas quebradas e material que constituem o rególito. A química começa quando os raios cósmicos penetram o material à superfície. Se os raios cósmicos atingem um átomo de bário (Ba), este liberta um ou mais dos seus neutrões. Os átomos de xénon podem apanhar alguns destes neutrões - um processo chamado captura de neutrons - para formar os isótopos xénon-124 e xénon-126. Da mesma forma, os átomos de bromo (Br) podem perder alguns dos seus neutrons para o crípton, levando à formação de crípton-80 e crípton-82. Estes isótopos podem entrar na atmosfera quando o material é perturbado por impactos e desgaste e o gás escapa do rególito.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
O rover Curiosity da NASA encontrou evidências de que a química do material à superfície de Marte contribuiu de forma dinâmica, ao longo do tempo, para a composição da sua atmosfera. É mais um indício de que a história do Planeta Vermelho é mais complexa e interessante do que um simples legado de perda.
Os resultados vêm do instrumento SAM (Sample Analysis at Mars) do rover, que estudou os gases xénon e crípton na atmosfera de Marte. Os dois gases podem ser usados como marcadores para ajudar os cientistas a investigar a evolução e erosão da atmosfera marciana. Grande parte da informação sobre o xénon e crípton da atmosfera de Marte veio de análises de meteoritos marcianos e medições feitas pela missão Viking.
"O que descobrimos é que os estudos anteriores do xénon e crípton apenas contavam parte da história," afirma Pamela Conrad, autora principal do estudo e investigadora principal do SAM no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "O SAM está agora a dar-nos o primeiro ponto de referência completo, 'in situ', contra o qual podemos comparar as medições dos meteoritos."
De particular interesse para os cientistas são os rácios de determinados isótopos - ou variações químicas - de xénon e crípton. A equipa do SAM correu uma série de experiências inéditas para medir todos os isótopos de xénon e crípton na atmosfera marciana. As experiências foram descritas num artigo publicado na revista Earth and Planetary Science Letters.
A metodologia da equipa é chamada espectrometria de massa estática, e é boa para detetar gases ou isótopos presentes apenas em quantidades vestigiais. Apesar da espectrometria de massa estática não ser uma técnica nova, a sua utilização à superfície de outro planeta é algo que só o SAM conseguiu fazer.
No geral, a análise concorda com os estudos anteriores, mas alguns rácios isotópicos foram um pouco diferentes do esperado. Ao trabalhar numa explicação para essas diferenças subtis, mas importantes, os investigadores perceberam que os neutrões podem ter sido transferidos de um elemento químico para outro dentro do material à superfície. O processo é chamado de captura de neutrões, e explicaria por que alguns isótopos selecionados eram mais abundantes do que anteriormente se pensava ser possível.
Em particular, parece que alguns dos neutrões "entregues" pelo elemento bário foram apanhados pelo xénon para produzir níveis mais elevados do que o esperado dos isótopos xénon-124 e 126. Da mesma forma, o bromo poderá ter "entregue" alguns dos seus neutrões para produzir níveis invulgares de crípton-80 e crípton-82.
Estes isótopos podem ter sido libertados para a atmosfera por impactos à superfície e por gás escapando do rególito - o solo e as rochas quebradas à superfície.
"As medições do SAM fornecem evidências de um processo muito interessante em que a rocha e o material não consolidado à superfície do planeta contribuíram, de forma dinâmica, para a composição isotópica do xénon e do crípton da atmosfera," explica Conrad.
As atmosferas da Terra e de Marte exibem padrões muito diferentes de isótopos de xénon e crípton, particularmente xénon-129. A atmosfera de Marte também tem muito mais deste isótopo do que a da Terra.
"A capacidade única para medir, 'in situ', os seis e nove isótopos diferentes de crípton e xénon, permite com que os cientistas aprofundem as complexas interações entre a atmosfera e a crosta marciana," comenta Michael Meyer, cientista-chefe do Programa de Exploração de Marte na sede da NASA em Washington. "A descoberta destas interações, ao longo do tempo, permite-nos obter uma maior compreensão da evolução planetária."
O conjunto de instrumentos SAM (Sample Analysis at Mars) do rover Curiosity.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
FONTE: http://www.ccvalg.pt/
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