A Isca da Hematita (03/04/01)

No vermelho planeta Marte, um curioso depósito de hematita cinzenta (um mineral primo da ferrugem doméstica) poderia ter a chave para o mistério da enganosa água marciana.

Cientistas acham que Marte teve um mal caso de ferrugem. O solo marciano é tão cheio de componentes portadores de ferro que, através das eras, tem reagido com quantias de oxigênio e vapor de água na atmosfera de Marte para formam dióxido de ferro - a mesma química que cobre inumeros pregos enferrujados em garagens na Terra.

Acima: uma vista panorâmica de Marte da Estação Memorial Sagan onde Pathfinder pousou em 1997.

A palavra "ferrugem" lembram imagens de coisas que são vermelhas - como Marte e pregos velhos - mas não todo o dióxido de ferro é da mesma cor. Aqui na Tera uma variedade cinza do dióxido de ferro, um mineral chamado hematita, pode precipitar em fontes quentes ou se posto em água.

A hematita cinza não é o tipo de ferrugem que se esperaria encontrar em um lugar desértico como Marte. Mas talvez Mars não fosse tão seco como é hoje. Há muitos sinais de água antiga ou escondida no Planeta Vermelha incluindo imagens de antigas inundações, camadas sedimentárias... e hematita.

Em 1998, um espectrômetro infravermelho no Mars Global Surveyor (MGS) da Nasa detectou um substancial depósito de hematita cinza próximo ao equador marciano, em uma região de 500 km de extensão chamada Sinus Meridiani. A descoberta aumentou a atormentande possibilidade de que fontes quentes foram um dia ativas em Marte.

Direita: conceito de um artista de antigos mananciais quentes em Marte onde a hematita cinza deve ter se formado.

"Acreditamos que a hematita cinza é uma evidência muito forte de que a água foi uma vez presente naquela área," disse Victoria Hamilton, uma geologista planetárias na Universidade do Estado do Arizona (Arizona State University - ASU). "Nós achamos que o depósito é muito antigo. Foi enterrado, talvez, por centenas de milhões de anos ou mais e agora está sendo exposto pela erosão do vento."

A hematita cinza tem a mesma fórmula química (Fe2O3) como seu primo vermelho, mas uma diferente estrutura cristalina. A ferrugem vermelha é fina e pulverulenta; grãos típicos vão centenas de nanômetros a poucos mícrons. Os cristais de hematita cinza são maiores, como grãos de areia.

"Os óxidos de ferro vermelho e cinza em Marte são realmente diferentes formas do mesmo mineral", explicou Hamilton. " Se você moer a hematita cinza para uma poeira fina vai se tornar vermelha porque os grãos menores difundem luz vermelha."

A estrutura de grãos grossos da hematita cinza é importante, diz Jack Garmer, da ASU, líder do Grupo de Enfoque de Marte do Instituto de Astrobiologia da NASA, porque "para conseguir este tipo de grossura da cristalinidade, precisaria-se de ter uma quantia razoável de água disponível" onde a hematita é formada.

A ligação entre água e hematita cinza faz do então chamado "Lugar da Hematita" (Sinus Meridiani) um atraente alvo para futuros landers de Marte assim como instrumentos de sensoriamento remoto na sonda 2001 Mars Odyssey - marcada para ser lançada em 7 de abril.

Esquerda: a distribuição de hematita em Sinus Meridiani.

A Odyssey vai carregar uma câmera de imagens em infragermelho chamada THEMIS que pode identificar minerais da superfície analizando-se suas "impressões digitais" espectrais.

"Todos os materiais vibram na escala atômica," explica Hamilton. "Para minerais, a taxa em que os átomos vibram corresponde à parte termal infravermelha do espectro eletromagnético, entre cerca de 5 e 50 microns. Estes são comprimentos de ondas mais longos que os nossos olhos podem ver." Todo mineral tem um único espectro infravermelho que identifica-o como as impressões digitais de um ser humano, disse ela.

THEMIS é um instrumento da "próxima geração" que pode captar imagens mais nítidas do que a TES que está orbitando Marte agora abordo da Mars Global Surveyor. THEMIS vai também ser capaz de discernir o conteúdo mineral de características geológicas fr apenas 100 metros de extensão, comparado aos 3 km da TES.

Acima: a "impressão digital" espectral da hematita. Os picos e vales deste gráfico são característicos de emissões infravermelhas da hematita.

De muitos candidatos a locais de pouso dos Rovers de Exploração de Marte de 2003 da NASA, a região de Sinus Meridiani é uma das mais intrigantes para os cientistas. Os dados da THEMIS poderiam ajudar os planejadores a deifinir os melhores locais para se pousar, especialmente se o mapa devela depósitos de outros minerais aquosos como carbonatos ou sulfatos.

"O interessante sobre os carbonatos e sulfatos," diz Phil Christensen, investigador principal da THEMIS, "é que estes materiais podem ser melhores (do que a hematita) em se preservar uma gravação fóssil. Alguns deles, como os carbonatos, poderiam também indicar que corpos mantidos em água foram presentes na superfície." Os minerais hematitas, por outro lado, podem ter sido formados por água hidrotermal no subsolo profundo.

Até aqui, os instrumentos na MGS não encontraram evidências diretas para os carbonatos ou sulfatos em nenhum lugar em Marte. A ausência de tais minerais aquosos é um mistério se a água marciana líquida - na forma de lagos, rios ou oceanos - foi de fato abundante no passado geológico do planeta.

Christensen se acautela que a resolução de espaço da TES na Mars Global Surveyor não tenha sido boa o suficiente para detectar pequenos depósitos de carbonatos. Com sua resolução superior, THEMIS tem uma chance melhor. Por exemplo, TES não iria ter detectado as camadas de carbonato do Grand Canyon na Terra, mas THEMIS iria.

Acima: capacidades de infravermelho da THEMIS vão significativamente aperfeiçoar os dados da TES, um instrumento similar na Mars Global Surveyor. Os pixels do mapa da THEMIS vão ocupar aquepas 0,01 quilômetro quadrado comparado aos 9 quilômetros quadrados por pixel da TES. Esta imagem mostra como o Vale Salino da Califórnia apareceria em ambos instrumentos.

Até que alguém encontre sinais de carbonatos ou sulfatos em Marte, talvez em um tempo futuro uma imagem da THEMIS, a hematita cinza sobra como o melhor sinal mineral da antiga água marciana.

A hematita faz os cientistas pensar: houve alguma vez um equivalente marciano para o Parque Nacional Yellowstone onde mananciais quentes em vapor formaram piscinas carregadas de hematita? E existem fontes subterrâneas ainda presentes lá hoje? A exploração humana do Planeta Vermelho poderia dar algumas respostas. E pode não haver melhor lugar para se descobrir do que em Sinus Meridani, onde a isca da hematita é de fato poderosa.

> Traduzido e adaptado com permissão de Science@Nasa. Leia a versão em inglês.