Ondas sísmicas revelam fragmentos da crosta antiga no interior de Marte

O interior de Marte é tão cheio de pedaços quanto um biscoito de macadâmia bem caprichado.

Uma nova análise das ondas acústicas que se espalham e ricocheteiam pelas entranhas do planeta vermelho indica que a crosta muito antiga, formada no início da história marciana, ficou aprisionada no manto. Em vez de desaparecer, ela aparece como enormes blocos de rocha à deriva - fósseis geológicos preservados desde a formação do planeta.

Esses blocos sugerem um passado turbulento, surpreendentemente parecido com o que se suspeita para a Terra: um cenário que inclui uma colisão colossal com um objeto massivo quando o planeta ainda era jovem e estava a formar-se.

Por que o interior de Marte intriga tanto

Marte chama a atenção por ser, ao mesmo tempo, parecido e diferente do nosso mundo. A sua crosta, ao contrário das placas tectónicas da Terra, funciona como uma única peça. Além disso, Marte não possui um campo magnético global - uma característica do nosso planeta gerada pelo movimento de material condutor nas profundezas do centro da Terra. Essa combinação alimentou, por muito tempo, especulações sobre como é organizada a estrutura interna marciana.

Como as ondas sísmicas permitem “ver” o que há lá dentro

Nos últimos anos, essas respostas começaram finalmente a surgir. A NASA levou até Marte um instrumento dedicado a ficar na superfície e registar os tremores da atividade sísmica local. Os abalos - tal como numa espécie de raio-X acústico - podem ser usados para inferir o que existe dentro de um corpo cósmico.

Sismos e até vibrações geradas por impactos de meteoritos propagam-se a partir do ponto de origem, atravessam o interior e ficam a refletir no interior de um planeta, de uma lua ou até de uma estrela, até perderem energia e se extinguirem. A forma como essas ondas atravessam e retornam ao encontrar determinados materiais permite aos cientistas montar mapas da composição interna desses corpos.

Durante o período relativamente curto em que observou o interior marciano, de 2018 a 2022, o módulo de aterragem InSight, da NASA, registou centenas de “marsquakes”. Com isso, passámos a ter informações detalhadas sobre o interior de Marte. A partir desses sinais, foi possível construir o primeiro mapa minucioso das suas entranhas e entender melhor como se dá a atividade interna do planeta.

Fragmentos da crosta antiga preservados no manto de Marte

Agora, uma equipa liderada pelo cientista planetário e engenheiro Constantinos Charalambous, da Universidade Imperial de Londres, analisou cuidadosamente os dados de oito eventos particularmente nítidos. O objetivo foi reconstruir a composição do manto de Marte - a camada pastosa e deformável entre a crosta e o núcleo - a partir da maneira como as ondas sísmicas se espalham.

Depois de processar todos os registos, os investigadores identificaram fragmentos gigantes de material, alguns com até 4 quilómetros de largura, rodeados por uma dispersão de pedaços menores. Essas estruturas teriam sido preservadas no manto desde a formação do planeta, há 4,5 mil milhões de anos.

Impactos colossais e oceanos de magma

Naquela época, o Sistema Solar era um ambiente caótico, com grandes blocos rochosos a cruzar o espaço e a colidir entre si. Os planetas interiores, incluindo a Terra, teriam sido intensamente bombardeados. É também nesse período que, segundo os cientistas, um objeto grande atingiu a Terra e lançou detritos planetários para o espaço, material que depois deu origem à Lua.

De acordo com os autores, esse bombardeamento teria desorganizado a crosta marciana enquanto ela ainda se formava.

"Esses impactos colossais libertaram energia suficiente para derreter grandes partes do planeta jovem, criando vastos oceanos de magma", diz Charalambous. "À medida que esses oceanos de magma arrefeceram e cristalizaram, deixaram para trás blocos de material com composições distintas - e acreditamos que são exatamente esses blocos que agora estamos a detetar nas profundezas de Marte."

Após levar essas pancadas de rochas espaciais, a crosta de Marte teria voltado a formar-se e selado o manto, mantendo os blocos “trancados” no interior. Na Terra, estruturas do tipo já teriam desaparecido há muito tempo; aqui, crosta e manto estão em movimento constante, passando por processos tectónicos que os reciclam continuamente um no outro.

Em Marte, por ser um planeta de crosta única, a evolução interna teria sido muito mais lenta e primitiva, retendo materiais como numa cápsula do tempo desde o nascimento do Sistema Solar.

"A maior parte desse caos provavelmente aconteceu nos primeiros 100 milhões de anos de Marte", afirma Charalambous. "O facto de ainda conseguirmos detetar as suas marcas após quatro mil milhões e meio de anos mostra o quão lentamente o interior de Marte tem sido remexido desde então."

Esse cenário contrasta fortemente com o da Terra e acrescenta um dado valioso para compreender as diferentes trajetórias de evolução de planetas rochosos. Como a Terra é o único planeta do Sistema Solar cuja crosta está dividida em placas tectónicas, aprender mais sobre Marte também pode ajudar a decifrar o que acontece no interior de Mercúrio e Vénus, que ainda permanece misterioso.

"Enquanto os registos geológicos iniciais da Terra permanecem difíceis de recuperar, a identificação de heterogeneidade antiga preservada no manto de Marte oferece uma janela sem precedentes para a história geológica e a evolução termoquímica de um planeta terrestre sob uma litosfera estagnada, o regime tectónico predominante no nosso Sistema Solar", escrevem os investigadores no artigo.

"Essa evolução traz implicações-chave para entender as condições prévias para a habitabilidade de corpos rochosos no nosso Sistema Solar e além."

A pesquisa foi publicada na revista Science.