Os cientistas que utilizaram a sonda Mars Express da Agência Espacial Europeia, em conjunto com um modelo meteorológico de última geração do Planeta Vermelho, descobriram que pode existir uma física muito exótica por detrás da nuvem mais curiosa de Marte.
A cada Primavera e Verão no hemisfério Sul de Marte, durante a estação de poeira marciana, vemos uma nuvem espetacular a emergir: a Nuvem Alongada de Arsia Mons (AMEC), a nuvem visualmente mais impressionante do Planeta Vermelho.
Esta ténue camada branca de gelo de água surge a favor do vento do vulcão Arsia Mons, com 20 km de altura. Forma-se, cresce e desaparece diariamente, estendendo-se até 1800 km – quase o dobro do comprimento do Reino Unido – antes de evaporar rapidamente. Este ciclo repete-se todas as manhãs durante vários meses.
A Mars Express revelou a AMEC pela primeira vez em 2018 e tem observado a nuvem recorrente repetidamente desde então. Os investigadores exploraram a sua evolução, dinâmica vívida e comportamento intrigante, determinando que se trata de uma nuvem orográfica: um tipo de nuvem também observada na Terra que se forma quando o vento sopra sobre a topografia acidentada de um vulcão ou montanha.
No entanto, ao tentar modelar exatamente como a nuvem se forma, as nossas simulações simplesmente não reproduziam o que vemos nas imagens – até agora. “Para criar a AMEC na nossa modelação, descobrimos que precisávamos de incluir alguns fenómenos físicos exóticos… fenómenos que, embora presentes nos manuais escolares, são tratados como teóricos e geralmente considerados improváveis na natureza. Certamente, nunca foram observados em ação antes”, afirma Jorge Hernández-Bernal, do LMD/CNRS/Sorbonne Université, em Paris, França, autor principal do novo estudo. “Assim que incluímos estes fenómenos físicos nas nossas simulações, a AMEC surgiu exatamente como esperávamos.”
“Totalmente inesperado”: um processo raro em ação
Na Terra e noutros locais, as nuvens formam-se normalmente quando o ar húmido arrefece e o vapor de água se condensa em gotículas líquidas ou cristais de gelo. Isto acontece, geralmente, através de um processo conhecido como nucleação heterogénea, que requer a presença de partículas de outras substâncias na atmosfera para que o vapor se fixe e condense — sal, pólen, fuligem ou pó, por exemplo. Em Marte, acredita-se que seja poeira.
“Para o AMEC, parece que a formação de nuvens ocorre sem necessidade de qualquer uma destas substâncias”, acrescenta Jorge. “O vapor de água transforma-se diretamente em partículas de gelo nas nuvens, sem qualquer etapa intermédia. É semelhante a gotículas de condensação que aparecem no meio de uma sala, em vez de numa janela. Chamamos a isto nucleação homogénea e nunca vimos isto antes numa atmosfera planetária. É totalmente inesperado.”
Os cientistas tinham sugerido que este processo poderia ocorrer nas altas atmosferas da Terra e de Vénus, mas ainda não tinha sido observado. A sua raridade deve-se à necessidade de circunstâncias excecionais, com níveis de humidade relativa mais de 100.000 vezes superiores aos que normalmente experimentamos no nosso dia a dia na Terra. “Nunca vimos estas condições em Marte, mas a nossa descoberta sugere agora fortemente que a humidade do planeta pode, de facto, atingir estes níveis extremos“, afirma Jorge.
Jorge e os seus colegas descobriram que o AMEC (Centro de Exclusão de Marte) está localizado numa posição única, onde a fina atmosfera de Marte e a imponente altura do vulcão Arsia Mons se combinam para criar as condições necessárias para observar este raro processo em ação.
À medida que os ventos passam por Arsia Mons, a massa do vulcão desencadeia uma onda poderosa que levanta massas de ar húmido a vários quilómetros de altura em apenas alguns minutos. Isto arrefece a atmosfera rapidamente, fazendo com que as temperaturas desçam 30 graus em apenas 10 minutos e os níveis de humidade relativa disparem. O vapor de água congela espontaneamente, transformando-se diretamente em partículas de nuvem, formando o AMEC.
Uma vitória para a Mars Express
Embora alguns aspetos da nuvem modelada não correspondam exatamente às observações, “o resultado é notável”, diz Jorge. “Não temos nem de perto tanta informação sobre a atmosfera de Marte como temos sobre a da Terra, pelo que reproduzir a AMEC com este nível de precisão é um grande sucesso para o modelo.”
Os investigadores basearam a sua modelação nos dados das três câmaras a bordo da Mars Express: a Câmara de Monitorização Visual, a Câmara Estereoscópica de Alta Resolução e a OMEGA. A Mars Express consegue fotografar grandes extensões da superfície marciana em alta resolução e é uma das poucas naves espaciais em órbita de Marte – juntamente com a sonda ExoMars Trace Gas Orbiter da ESA – capaz de observar durante as primeiras horas da manhã, quando a AMEC está presente.
“A Mars Express também consegue acompanhar como a nuvem está a mudar em escalas de tempo de meras horas, o que nos dá uma visão incomparável dos fenómenos efémeros no planeta”, afirma Colin Wilson, cientista do projeto Mars Express da ESA. “No geral, esta descoberta é uma verdadeira conquista para a missão e para os seus cientistas: a Mars Express descobriu a AMEC, acompanhou-a e monitorizou-a durante anos e está agora a ajudar a revelar os segredos da sua formação.”
Além de aprofundar a nossa compreensão dos processos atmosféricos em Marte e noutros locais, o resultado realça que não devemos descartar processos improváveis ao explorar os planetas do Universo (incluindo exoplanetas). Colin acrescenta: “Embora as nuvens na Terra e em Marte pareçam ser regidas pelas mesmas ‘regras’, compreender esta exótica nuvem marciana exigiu física exótica – e isso pode ser verdade noutros lugares do cosmos.”
A sonda Mars Express fotografou a Nuvem de Gelo de Marte (AMEC) utilizando tanto a câmara VMC de baixa resolução como – tal como nesta publicação – a câmara HRSC de alta resolução. Esta é a primeira publicação da ESA com imagens da AMEC obtidas pela HRSC, mostrando a nuvem com um detalhe impressionante.
O artigo ‘Homogeneous ice Nucleation from Water Vapour Suggested by Elongated Clouds on Mars’, da autoria de J. Hernández-Bernal et al., foi publicado na Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-026-02089-9. Uma versão gratuita do artigo está disponível aqui.
Texto original: Mars’s oddest cloud may be even odder than we thought
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa