Quando os rovers da NASA em Marte encontraram óxidos de manganês em rochas nas crateras Gale e Endeavour em Marte em 2014, a descoberta levou alguns cientistas a sugerir que o planeta vermelho poderia ter tido mais oxigênio em sua atmosfera bilhões de anos atrás.
Os minerais provavelmente exigiram água abundante e condições fortemente oxidantes para se formar, disseram os cientistas. Usando as lições aprendidas com o registro geológico da Terra, os cientistas concluíram que a presença de óxidos de manganês indicava que Marte havia experimentado aumentos periódicos de oxigênio atmosférico em seu passado – antes de cair para os níveis baixos de hoje.
Mas um novo estudo experimental da Universidade de Washington em St. Louis derruba essa visão.
Os cientistas descobriram que, em condições semelhantes às de Marte, os óxidos de manganês podem ser facilmente formados sem oxigênio atmosférico. Usando modelagem cinética, os cientistas também mostraram que a oxidação do manganês não é possível na atmosfera rica em dióxido de carbono esperada na antiga Marte.
“A ligação entre os óxidos de manganês e o oxigênio sofre de uma série de problemas geoquímicos fundamentais”, disse Jeffrey Catalano , professor de ciências da terra e planetárias na Arts & Sciences e autor correspondente do estudo publicado em 22 de dezembro na Nature Geoscience . Catalano é membro do corpo docente do McDonnell Center for the Space Sciences .
O primeiro autor do estudo é Kaushik Mitra , agora pesquisador associado de pós-doutorado na Stony Brook University, que concluiu este trabalho como parte de sua pesquisa de pós-graduação na Washington University.
Marte é um planeta rico nos elementos de halogênio cloro e bromo em comparação com a Terra. “Os halogênios ocorrem em Marte em formas diferentes da Terra e em quantidades muito maiores, e supomos que seriam importantes para o destino do manganês”, disse Catalano.
Catalano e Mitra conduziram experimentos de laboratório usando clorato e bromato – formas dominantes desses elementos em Marte – para oxidar manganês em amostras de água que eles fizeram para replicar fluidos na superfície de Marte no passado antigo.
“Fomos inspirados pelas reações observadas durante a cloração da água potável”, disse Catalano. “Entender outros planetas às vezes exige que apliquemos conhecimentos adquiridos em campos aparentemente não relacionados da ciência e da engenharia.”
Os cientistas descobriram que os halogênios convertem o manganês dissolvido na água em minerais de óxido de manganês milhares a milhões de vezes mais rápido do que o oxigênio. Além disso, sob as condições fracamente ácidas que os cientistas acreditam terem sido encontradas na superfície do início de Marte, o bromato produz minerais de óxido de manganês mais rapidamente do que qualquer outro oxidante disponível. Sob muitas dessas condições, o oxigênio é totalmente incapaz de formar óxidos de manganês.
“A oxidação não requer o envolvimento de oxigênio por definição”, disse Mitra. “Anteriormente, propusemos oxidantes viáveis em Marte, além do oxigênio ou via fotooxidação UV, que ajudam a explicar por que o planeta vermelho é vermelho . No caso do manganês, simplesmente não tínhamos uma alternativa viável ao oxigênio que pudesse explicar os óxidos de manganês até agora.”
Os novos resultados alteram as interpretações fundamentais da habitabilidade do início de Marte, que é um importante impulsionador da pesquisa em andamento da NASA e da Agência Espacial Europeia.
Mas só porque provavelmente não havia oxigênio atmosférico no passado, não há nenhuma razão particular para acreditar que não havia vida, disseram os cientistas.
“Existem várias formas de vida na Terra que não precisam de oxigênio para sobreviver”, disse Mitra. “Eu não penso nisso como um ‘revés’ para a habitabilidade – apenas que provavelmente não havia formas de vida baseadas em oxigênio.”
Organismos extremófilos que podem sobreviver em um ambiente rico em halogênio – como os organismos unicelulares amantes do sal e bactérias que prosperam no Grande Lago Salgado e no Mar Morto na Terra – também podem se dar bem em Marte.
“Precisamos de mais experimentos conduzidos em diversas condições geoquímicas que sejam mais relevantes para planetas específicos como Marte, Vênus e ‘mundos oceânicos’ como Europa e Encélado, a fim de ter a compreensão correta e completa dos ambientes geoquímicos e geológicos desses corpos planetários. ”, disse Mitra. “Cada planeta é único por si só, e não podemos extrapolar as observações feitas em um planeta para entender exatamente um planeta diferente.”
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