Mars Express resolve mistério das calotes marcianas

A calote residual no pólo sul marciano
24 Setembro 2008

Graças aos dados obtidos pela Mars Express, os cientistas conseguem agora explicar melhor porque é que os gelos residuais no sul de Marte estão deslocados: a culpa é do clima marciano. Bem como da maior cratera impacto do planeta, apesar de esta nem sequer estar próxima do pólo sul.

Tal como a Terra, Marte também tem calotes polares, só que nestas calotes há ainda dióxido de carbono gelado. Durante o Verão do hemisfério sul, grande parte dos gelos sublima-se, um processo através do qual o gelo se torna directamente em gás, deixando aquilo que é conhecido como os resíduos dos gelos polares. O problema é que enquanto a calote de Inverno é simétrica relativamente ao pólo sul, a residual está deslocada três ou quatro graus.

Este fenómeno, que preocupou os cientistas durante vários anos, foi explicado em 2005, mas agora, graças à nave da ESA Mars Express, há novas informações disponíveis sobre o deslocamento.

Marco Giurianna, do Instituto de Física do Espaço Interplanetário CNR (IFSI), Roma, Itália, e a sua equipa, recorreram ao instrumento PFS (Espectómetro Planetário de Fourier) a bordo da Mars Express para medir a temperatura da atmosfera marciana, desde o solo até uma altitude de 50 Km acima da região austral.

A equipa usou os perfis para caracterizar as variações na temperatura bem como outras propriedades atmosféricas, durante mais de meio ano marcial. A equipa monitorizou a forma como o dióxido de carbono se incorpora na calote austral, à medida que o Outono dá lugar ao Inverno marciano. «Não é um processo simples. Descobrimos que, desde meados do Outono e ao longo do Inverno, se desenvolvem dois sistemas climáticos regionais», diz Giuranna.

Mars Express artist's impression
Mars Express

Estes sistemas climáticos resultam dos fortes ventos de Este que caracterizam a circulação atmosférica marciana, nas latitudes médias. Os ventos sopram directamente na bacia de Hellas, a maior cratera de impacto de Marte, com 23 mil quilómetros de diâmetro e sete de profundidade. Estas características fazem desviar o vento, criando o que na Terra se chama de ondas de Rossby.

Estas ondas mudam a direcção dos ventos de grande altitude de Marte e forçam o sistema climático em relação ao sul. No hemisfério Oeste este movimento cria um forte sistema de baixas pressões, próximo do pólo sul, e um sistema de altas pressões no hemisfério Este, de novo junto ao mesmo pólo.

Giuranna descobriu que a temperatura do sistema de baixa pressão está, com frequência, abaixo do ponto de condensação do dióxido de carbono. Ou seja, o gás condensa e cai do céu como se fosse neve e acumula-se no solo formando uma capa gelada. No sistema de alta pressão, por outro lado, as condições nunca são apropriadas à formação de neve, logo, apenas se forma uma cobertura gelada. Conclui-se, portanto, que as calotes polares a sul se constroem mediante dois mecanismos diferentes.

As áreas com uma extensa cobertura de neve não se sublimam no Verão porque reflectem e devolvem ao espaço mais luz solar do que a capa gelada da superfície. Os grão gelados tendem a ser maiores que os grãos de neve e têm superfícies mais rugosas. Esta textura capta mais luz, o que conduz à sublimação.

Ou seja, a área Oeste da calote polar sul, constituída por neve e gelo, não só tem uma maior quantidade de dióxido de carbono durante o Verão como se sublima mais lentamente, enquanto a região Este, composta somente por gelo, desaparece completamente. Isto explica porque razão a calote residual não se distribui de forma simétrica em torno do pólo sul.

«Durante muitos anos, tivemos grande curiosidade relativamente a isto», disse Giuranna. Graças à Mars Express, os cientistas compreendem agora um novo aspecto de este mundo estranho e surpreendente.

Nota

'PFS/MEX observations of the condensing CO2 south polar cap of Mars', por M. Giuranna, D. Grassi, V. Formisano, L. Montabone, F. Forget, L. Zasova será publicado próximamente en la revista Icarus.

Para mais informação:

Marco Giuranna, Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario CNR, Rome, Italy
Email: Marco.Giuranna @ ifsi-roma.inaf.it

Vittorio Formisano, Principal Investigator, Mars Express Planetary Fourier Spectrometer
Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario CNR, Rome, Italy
Email: Vittorio.Formisano @ ifsi-roma.inaf.it

Agustin Chicarro, ESA Mars Express Project Scientist
E-mail: Agustin.Chicarro @ esa.int

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