Introdução
2007 Microsoft Corporation
Veja imagens de Marte (em inglês)
Se eu fosse passar um ano em Marte, quanta comida e água precisaria levar? Outra maneira de fazer essa pergunta seria: "Quanto uma pessoa come em dois anos?" Supõe-se que uma viagem para Marte dure seis meses e o tempo de retorno seja o mesmo. Então, se você planeja ficar um ano no planeta para fazer sua pesquisa, sua viagem interplanetária levará um total de dois anos.
Um homem comum que pesa 91 kg e que se exercita regularmente precisa diariamente do seguinte:
2.500 calorias
83 g de gordura
60 g de proteína (em inglês)
25 g de fibra (em inglês)
Uma grande variedade de vitaminas (em inglês) e minerais
Uma mulher comum precisa de uma menor quantidade desses itens; portanto, dessa maneira, sabemos que isso é o suficiente.
Michael Matisse/AFP/Getty Images
Você precisará de muito mais alimentos que isso para sobreviver um ano em Marte
Os alimentos também podem ser suplementados com vitaminas e mineirais (misturados ou em tabletes); então, não é preciso se preocupar com essa parte da equação. O grande problema são as calorias, proteínas, gorduras e fibras.
Você pode conseguir as calorias no açúcar branco, a gordura no óleo vegetal, a proteína do pó protéico e a fibra do cereal. Nesse caso, cada pessoa da jornada de dois anos precisaria de:
274 kg de açúcar
60 kg de óleo vegetal
43 kg de proteína
18 kg de fibra
Se você juntou todos esses ingredientes em forma de barras ou rações, precisaria de cerca de 400 kg de alimentos por pessoa. Quando você compra alimentos no mercado, uma sacola grande comum tem capacidade para cerca de 9 kg. Dessa maneira, você precisaria de 44 sacolas de alimentos para alimentar uma pessoa por dois anos.
Ryan McVay/AFP/Getty Images
Você também precisará de muito mais água do que isso
Outra coisa de que uma pessoa precisaria é água. Na maioria das missões no espaço, a água é um subproduto da produção de eletricidade em células combustíveis; então, não é necessário se preocupar tanto com isso. Os nutricionistas recomendam que você beba no mínimo oito copos de água por dia. Digamos que você tenha um pouco mais de sede. Então, para uma missão de dois anos, uma pessoa precisaria de cerca de 1.726 litros de água.
Introdução
Marte exerce fascinação sobre o ser humano há anos anos. Desde que os primeiros astrônomos conseguiram localizar o planeta com seus telescópios, imagina-se a possibilidade de vida ali. Escritores de ficção científica como Edgar Rice Burroughs, Ray Bradbury e H.G Wells, escreveram sobre a vida no planeta e sobre invasores em Marte. Enviamos robôs para orbitar o planeta, pousar e retirar amostras de rochas e solo. O que aprendemos sobre Marte até agora?
Neste artigo examinaremos o fascinante planeta vermelho. Analisaremos as principais características geológicas do planeta, seu clima, como ele foi formado, o que pode ter acontecido com ele e se existe ou existiu água ou vida em Marte.
Foto cedida pela NASA
Vista de Marte com o desfiladeiro Valles Marineris ao centro (foto enviada pela sonda Viking 1)
Um pouco de história
Foto cedida pela NASA
Clique aqui para aprender sobre os veículos exploradores
Opportunity e Spirit
Como você pode ver na imagem abaixo, Marte tem poucas características distintas quando visto da Terra, mesmo com o melhor dos telescópios. Existem áreas claras e escuras, assim como calotas de gelo polares, mas as imagens com certeza não são tão nítidas quanto aquelas das sondas que circulam o planeta. Por isso, era comum os astrônomos cometerem erros ou florear as observações. Em 1877, Giovanni Schiaparelli, um astrônomo italiano, foi a primeira pessoa a criar um mapa (em inglês) de Marte. Neste mapa, ele mostrou um sistema de canais ou canali em italiano. Mais tarde, em 1910, Percival Lowell, um astrônomo americano, fez observações sobre o planeta e escreveu um livro. Nele, Lowell descrevia Marte como um planeta que estava morrendo e onde as civilizações construíram uma extensa rede de canais para distribuir água das regiões polares para o centro.
Foto cedida pela NASA/Space Telescope Science Institute
Foto cedida por David Crisp e pelo time científico WFPC2 (JPL/CalTech)
Vista de Marte do telescópio espacial Hubble
Embora o livro de Lowell tenha capturado a atenção do público, não era considerado sério pela comunidade científica porque suas observações não foram confirmadas. Contudo, os manuscritos de Lowell influenciaram muitos escritores. Edgar Rice Burroughs, que escreveu Tarzan, ficou famoso por escrever livros sobre as sociedades marcianas, incluindo A Princesa de Marte . H.G. Wells escreveu Guerra dos Mundos, sobre invasores de Marte (o programa de rádio de Orson Wells, que transmitiu trechos do livro, causou pânico em 1938). Ray Bradbury escreveu uma história sobre os conflitos entre os marcianos e os colonizadores humanos chamada Crônicas Marcianas. Há também filmes como The Angry Red Planet, Invasores de Marte e mais recentemente, Missão Marte.
Em 1971, a sonda espacial Mariner 9 orbitou Marte e enviou imagens de um mundo bem diferente daquele descrito por Lowell. As imagens mostraram Marte como um mundo seco, infértil, com clima que geralmente inclui imensas tempestades de poeira que podem se espalhar pela maior parte do planeta.
Em 1976, as sondas espaciais americanas Viking 1 e Viking 2 orbitaram em Marte. As descobertas destas sondas confirmaram aquelas feitas pela Mariner 9. Marte era realmente um planeta deserto e de cor de ferrugem, com pedras e rochas enormes.
Foto cedida pela NASA
Concepção artística do pouso da sonda Viking
Foto cedida pela NASA/JPL
Primeira fotografia da superfície de Marte tirada da Viking 1
Foto cedida pela NASA/NSSDC
Vista de Marte da Viking 2
Depois disso, a superfície de Marte foi extensivamente mapeada pela Mars Global Surveyor e a missão Mars Pathfinder chegou em uma outra área do planeta. A NASA está comprometida com um abrangente programa de robótica e com a possibilidade da exploração de Marte.
A superfície
Fatos sobre Marte
Gravidade = 3,72 m/s2 ou 0,38 da gravidade da Terra
Temperatura = -140 a 20ºC (média = -63)
A superfície de Marte pode ser dividida em três regiões principais:
terreno montanhoso do sul
planícies do norte
planícies
elevações crustais - regiões de Elysium e Tharsis
regiões polares
O terreno montanhoso do sul é uma região extensa de terreno alto e que tem muitas crateras como a Lua. Esta região é considerada antiga por causa do grande número de crateras. A maioria das crateras no sistema solar formou-se em um período muito antigo.
Foto cedida pela NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Vista da cratera de Galle enviada pela Mars Global Surveyor
no terreno montanhoso do sul
As planícies do norte são regiões baixas, muito parecidas com as maria, ou mares lunares. As planícies mostram fluxos de lava com pequenos cones de cinzas (evidência de vulcões), dunas, (linhas marcadas na superfície causadas pelo vento), grandes canais e bacias similares a um "rio seco" ou a um desfiladeiro. Existe uma mudança visível na elevação por vários quilômetros entre o terreno montanhoso do sul e as planícies do norte.
Nas planícies do norte, existem duas regiões altas do tamanho de um continente, chamadas de elevações crustais. Estas elevações são áreas onde a rocha derretida que veio do manto empurrou ou projetou a fina crosta do planeta formando um planalto. Estas regiões são chamadas de vulcões escudos, onde a rocha derretida do magma atravessou a crosta. A região menor é chamada de Elysium e fica no hemisfério leste. A região maior é chamada de Tharsis e está localizada no hemisfério oeste.
Foto cedida pela NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Vista da região Tharsis mostrando os vulcões (cobertos por nuvens azuis e brancas) e o desfiladeiro Valles Marineris (abaixo a direita), imagens enviadas pela Mars Global Surveyor
A maior montanha do sistema solar está localizada na região Tharsis. Esta montanha é um vulcão chamado de Monte Olimpo (Monte Olympus da mitologia grega). O Monte Olimpo tem 25 km de altura e 600 km de largura na base. Para se ter uma idéia, o maior vulcão da Terra é o Mauna Loa no Havaí, com 10 km de altura e 225 km de largura na base.
Foto cedida pela NASA/NSSDC
Mosaico colorido do Monte Olimpo visto da sonda Viking 1
Foto cedida pela NASA/MOLA Science Team
Vista topográfica do Monte Olimpo
Na margem da região Tharsis existe um grande sistema de desfiladeiros chamado Valles Marineris. O Valles Marineris tem 4 mil quilômetros de comprimento, distância maior do que de Nova York até Los Angeles. Os desfiladeiros têm 700 km de largura e 7 km de profundidade. Como você pode ver, o Valles Marineris é muito maior do que o Grand Canyon. Ao contrário deste, que foi formado pela erosão da água do rio Colorado, o Valles Marineris foi criado pela quebra da crosta quando a região Tharsis foi formada.
Foto cedida pela NASA/JPL/USGS
Região central do Valles Marineris
Vista da Mars Global Surveyor
As regiões polares podem ser vistas da Terra. As calotas de gelo polares são feitas na sua maior parte de dióxido de carbono congelado (gelo seco) com algum gelo de água. O tamanho das calotas varia a cada estação. No verão, o dióxido de carbono da calota de gelo do norte sublima e mostra uma camada de gelo de água abaixo. Ainda não se sabe se a calota de gelo do sul tem uma camada similar de gelo de água abaixo dela. Em volta das calotas de gelo polar existem enormes regiões de dunas.
Foto cedida pela NASA/NSSDC
Mosaico colorido do pólo sul de Marte vista da sonda Viking 2
Foto cedida pela NASA/MOLA Science Team
Vista topográfica do pólo norte de Marte
O interior
Vamos comparar o interior da Terra com o de Marte. A Terra tem um núcleo com um raio de cerca de 3,5 mil quilômetros. O núcleo é feito de ferro e tem duas partes: um núcleo interno sólido e um núcleo externo líquido. O calor é gerado pela decadência radioativa no núcleo e se dissipa do núcleo em direção às camadas exteriores. As correntes que conduzem calor no líquido do núcleo externo junto com a rotação da Terra produzem o nosso campo magnético.
O núcleo de Marte (mostrado em vermelho abaixo) é provavelmente feito de uma mistura de ferro, enxofre e talvez oxigênio.
Foto cedida pela NASA/JPL
Diagrama que mostra o interior de Marte
O núcleo tem, provavelmente, um raio entre 1,5 e 2 mil km. A parte externa do núcleo pode ser líquida, mas isto é improvável, pois Marte tem um campo magnético fraco ( menos de 0,01% do campo magnético da Terra). Embora, atualmente Marte não tenha um forte campo magnético, pode já ter tido um há muito tempo.
Em volta do núcleo da Terra existe uma grossa camada de rocha mole, chamada manto. O que significa rocha mole? Bem, se o núcleo é líquido, então o manto é como uma pasta. Ele é menos denso do que o núcleo (por isso ele está acima do núcleo), é composto de silicatos de ferro e magnésio e tem uma espessura de cerca de 3 mil km. O manto é a fonte da lava dos vulcões. Como na Terra, o manto de Marte (mostrado em marrom na figura) é provavelmente feito de silicatos densos, mas é muito menor, com uma espessura de cerca de 1,3 a 1,8 km. Devem ter existido correntes que conduziam calor no manto em alguma época para que as elevações crustais (região Tharsis, por exemplo), os vulcões marcianos e as rupturas do Valles Marineris tenham sido formadas.
Em volta do manto estão as placas, com espessura de aproximadamente 25 a 70 quilômetros. Na Terra, a crosta é fina (10 a 100 quilômetros) e fraturadas em grandes placas continentais. Estas placas flutuam sobre o manto e ficam em atrito uma com as outras (deriva continental). As áreas onde ocorrem atritos são cheias de falhas ou rachaduras. Estas áreas de contato entre as placas têm terremotos e vulcões. Em Marte, a crosta também é fina, mas não é separada por placas como a crosta terrestre. Não existe evidência de vulcões ativos ou terremotos, mas deve ter existido atividade vulcânica em alguma época, porque pode-se observar o fluxo de lava (planícies do norte, por exemplo) da sonda
A atmosfera
A atmosfera de Marte é diferente da Terra em vários aspectos:
Fatos
Média da densidade = 3,94 g/cm 3
Velocidade e período orbital = 24 km/s e 686 dias (1,88 anos)
Período rotacional = 24,6 horas ou 1,02 dias (um dia marciano é chamado de um Sol)
Inclinação do eixo = 25 graus
Magnitude = -2,0
Velocidade de escape = 5 km/s
é composta na sua maior parte por dióxido de carbono (95,3% comparado a menos de 1% na Terra);
tem muito menos nitrogênio (2,7% comparado a 78% na Terra);
tem muito pouco oxigênio (0,13% comparado a 21% na Terra);
tem cerca de 1/1000 de vapor d´água (0,03%);
exerce somente 7 milibares de pressão (a pressão atmosférica da Terra é de 1 mil milibares);
a temperatura média da superfície é de -63ºC.
Como o "ar" em Marte é muito fino, ele segura pouco calor. A maioria do calor vem do solo quando ele absorve radiação solar. O ar fino também é responsável pelas grandes variações diárias na temperatura (quase 60º C). A pressão atmosférica muda com as estações. Durante o verão, o dióxido de carbono sublima das calotas de gelo polares para a atmosfera, aumentando a pressão em cerca de 2 milibares. Durante o inverno, o dióxido de carbono congela de novo e cai da atmosfera, fazendo com que a pressão diminua novamente. Por último, como a pressão atmosférica é muito baixa e a temperatura média é muita fria, a água no estado líquido não pode existir sob estas condições (a água congelaria ou evaporaria).
Foto cedida pela NASA
Uma camada fina de gelo de água vista da Viking 2
O clima
O clima em Marte é muito parecido todos os dias. Ventos fracos pela manhã, que seguem em uma direção e no final da tarde, na direção oposta. Nuvens de gelo de água podem ser encontradas em altitudes de 20 a 30 km e nuvens de dióxido de carbono em altitudes de 50 km. Marte é muito seco e frio, por isso não há chuva.
Foto cedida pela NASA/JPL
Nuvens vistas da Mars Pathfinder
Foto cedida pela NASA/JPL/Malin Space Sciences
Nuvens sobre a região Tharsis
vistas pela Mars Global Surveyor
Durante a primavera e o começo do verão, o sol aquece a atmosfera o suficiente para causar pequenas correntes de calor. Estas correntes levantam nuvens de poeira. A poeira absorve mais luz solar e aquece mais a atmosfera, fazendo com que mais poeira se levante no ar. Este ciclo contínuo causa tempestades de poeira (com velocidades que variam de 100 a 200 km). Estas tempestades se espalham por grandes regiões do planeta e podem durar meses. As tempestades de poeira também são consideradas a causa das regiões escuras de Marte quando vistas pelos telescópios terrestres, o que levou a conclusões erradas como as de Percival Lowell, que pensava que estas áreas escuras existiam devido aos canais de água e da vegetação.
Foto cedida pela NASA/JPL/Malin Space Sciences
Tempestade sobre o pólo norte marciano
vista da Mars Global Surveyor
Estas tempestades de poeira são também a maior fonte de erosão na superfície do planeta, como visto abaixo na imagem de Herschel Dunes.
Foto cedida pela NASA/JPL/ Malin Space Sciences
Fotografia de Herschel Dunes da Mars Global Surveyor
As origens
Fatos
Distância média do Sol = ~228 milhões de quilômetros
Diâmetro no equador = 6.790 km
Massa = 6,42 x 1023 kg (0,1 massas da Terra)
Para entender a origem e as características da superfície de Marte é necessário responder às seguintes questões:
Por que o terreno montanhoso do sul é mais alto do que as planícies do norte?
Por que o terreno montanhoso do sul tem mais crateras que as planícies do norte?
Como as elevações crustais ocorreram na região Tharsis e Elysium?
Por que estas regiões são repletas de vulcões?
Como foi formado o Valles Marineris?
Como os canais e os sedimentos se formaram?
Lembre-se de que nenhum geólogo esteve em Marte. As informações que temos vêm das imagens feitas da órbita de Marte pelas sondas Viking e Pathfinder e das comparações feitas com outros planetas do sistema solar (Mercúrio, Vênus, Terra) e da Lua. Hoje, as seguintes afirmações são aceitas:
Marte foi constituído pela aglomeração ou acumulação de pequenos objetos à medida que o sistema solar foi se formando;
existiu um período de intenso bombardeamento de meteoros;
o manto quente empurrou e levantou porções da crosta;
existiu um ou mais períodos de grande atividade vulcânica e fluxo de lava;
o planeta resfriou e a atmosfera afinou.
Formação de Marte
Marte foi constituído pela aglomeração ou acumulação de pequenos objetos à medida que o sistema solar foi se formando o que levou cerca de 100 mil anos para acontecer. Marte cresceu e desenvolveu um campo gravitacional maior que atraiu mais corpos. Estes corpos caíram em Marte causando um impacto e gerando calor. O contínuo acréscimo de material impactante e o calor gerado fez o material se dividir em núcleo, manto e crosta (a crosta pode ter sido formada e cristalizada a partir de uma superfície do manto resfriada). Os gases liberados pelo resfriamento formaram a atmosfera primitiva.
Bombardeamento planetário
À medida que Marte foi se formando, foi continuamente atingido por meteoros no sistema solar interno. Estes bombardeamentos formaram crateras e bacias de impacto por todo o planeta. Impactos similares ocorreram na Terra e na Lua formando crateras nesta mesma época. Na Terra, as crateras sofreram a erosão da água e do vento, mas as crateras lunares ainda são visíveis.
Imagem cedida pela NASA
Bombardeamento de Marte no começo do sistema solar
Alguns geólogos acreditam que o que aconteceu em Marte foi um grande impacto que afinou a crosta do hemisfério norte. Isto explicaria a razão pela qual o terreno montanhoso do sul é mais alto do que as planícies do norte.
Elevação crustal nas regiões Tharsis e Elysum
Imagine Marte como um ovo pochê, com a parte interna quente à medida que a casca esfria. Se a casca for fraca em alguns pontos, o ovo rachará e a gema se inflará. Uma ocorrência similar aconteceu na região Tharsis. O manto quente inflou a crosta e a empurrou, provocando rachaduras e fraturas ao seu redor (formando Valles Marineris). Em alguns locais, o manto se projetou para fora da crosta, formando os muitos vulcões vistos na região (o Monte Olimpo, por exemplo). Estas elevações crustais podem ter ocorrido mais de uma vez na história do planeta.
Erupção dos vulcões
Pode ter havido mais de um período de erupções vulcânicas na história de Marte, mas eventualmente esta atividade foi diminuindo.
A lava fluía destes vulcões e enchia as bacias mais baixas. As erupções liberaram gases que contribuíram para criar uma atmosfera mais densa. Os vulcões também liberaram calor de dentro do planeta, então a atmosfera densa e o calor podiam sustentar água líquida. Portanto, pode ter havido chuva, inundação e erosão. A erosão produzia rochas sedimentares nas bacias e planícies e formava canais nas rochas.
O planeta esfria, a atmosfera afina
Estas protuberâncias que causaram as elevações crustais e espalharam a atividade vulcânica, liberaram grandes quantidades de calor de dentro da crosta marciana. Como Marte não é tão grande quanto a Terra, o planeta esfriou muito mais rápido. Quando Marte esfriou, a temperatura da superfície começou a cair. A água e o dióxido de carbono de atmosfera começaram a congelar e cair sobre a superfície em grandes quantidades. Este congelamento removeu grandes quantidades de gases da atmosfera, causando o seu afinamento. Além disso, qualquer água na superfície pode ter congelado dentro do solo formando camadas permanentes de solo congelado. Erupções vulcânicas intermitentes e decrescentes liberavam mais calor que derretiam mais água e causavam inundações. A inundação causava erosão nos canais e carregava mais material para as planícies ao redor.
Marte é relativamente inativo. O planeta esfriou substancialmente, até mesmo no núcleo, portanto existe pouca condução de calor dentro do planeta para produzir qualquer campo magnético.
Enquanto esta é a teoria atual sobre a origem de Marte, é necessário mais informação para provar isto. As rochas das diferentes regiões precisam ser testadas e estudadas. Lembre-se de que as nossas sondas só pousaram em três locais no planeta inteiro. Portanto, as sondas exploradoras como a Mars Pathfinder's Sojourner têm um papel importante na exploração do planeta vermelho e na obtenção de todos os dados necessários.
Imagem cedida pela NASA/ JPL / Malin Space Science.
Veículo exploratório Mars Pathfinder Sojourner pegando uma amostra de rocha marciana
Água em Marte?
A questão sobre a existência da água em Marte é fundamental por vários motivos:
os exploradores de Marte necessitarão de uma fonte de água
qualquer vida em Marte, seja no passado ou no presente, precisa de água
a possível criação de um habitat terráqueo e a colonização de Marte necessitarão de água
Existe evidência de que existiu água em Marte e pode ainda existir. Foi detectada água na atmosfera e abaixo das calotas de gelo polares. Da órbita foi possivel ver características geológicas que parecem ser desfiladeiros de rio e erosão de água. Na Terra, a chuva que flui por uma camada de cinzas de um vulcão formou o leito, o canal e a plataforma que pode ser vista abaixo. Características similares foram vistas nas ravinas em Marte.
Foto cedida pela NASA/JPL/ Malin Space Science
Ravinas em Marte (esquerda) e ravinas na Terra (direita)
Além disso, devido ao frio intenso na superfície de Marte talvez existam grandes depósitos de água na forma de uma camada de solo congelado sob sua superfície. Se é possível ver este tipo de camada de solo congelada nas latitudes polares da Terra, então o mesmo pode ser verdade em Marte. Explorações robóticas futuras de Marte poderão fornecer estas respostas.
Vida em Marte?
Esta tem sido a questão mais importante desde a época de Percival Lowell. As sondas Viking realizaram testes para verificar a existência de vida. Elas incubaram amostras de solo em sopas de nutrientes e procuraram pela liberação de gases como o dióxido de carbono, metano e oxigênio, que poderiam ser o resultado das atividades de bactérias. Os resultados destes e de outros experimentos parecem mostrar que o solo marciano era ativo quimicamente, mas não biologicamente. Embora possa parecer improvável que a vida possa existir nos desertos secos e frios de Marte, biólogos encontraram, recentemente, bactérias vivendo em ambientes similares na Terra, como por exemplo na Antártica.
Quando os cientistas examinaram um meteorito marciano encontrado na Antártica, eles acharam na rocha o que parecia ser uma bactéria fossilizada. Embora este achado tenha sido questionado, ele renovou o interesse na procura pela vida em Marte.
Foto cedida pela NASA
Imagem de um meteorito marciano feita com um microscópio eletrônico de varredura ALH84001 mostrando uma possível bactéria fossilizada (centro)
A resposta final para esta pergunta, como também respostas para outros mistérios podem requerer o envio de uma equipe para a exploração do planeta vermelho.
Imagem cedida pela NASA
Concepção artística de uma expedição humana em Marte
