Manto do sul de Marte é até 400 °C mais quente que o do norte

Uma das maiores diferenças de Marte aparece na superfície: o sul é formado por terras altas antigas, montanhosas e repletas de crateras, enquanto o norte reúne planícies mais baixas e jovens. Um novo estudo publicado na Nature indica que essa divisão também existe em regiões profundas do planeta. O manto sob o hemisfério sul seria cerca de 200–400 °C mais quente que o manto sob as planícies do norte, além de ser mais deformável e, ao menos em parte, parcialmente fundido. 310

O resultado amplia a chamada dicotomia crustal marciana — a separação entre os terrenos elevados do sul e as planícies setentrionais. A descoberta aponta para uma diferença térmica de longa duração no interior de Marte, embora ainda não revele como ela se formou.

O que foi encontrado no interior de Marte

Segundo a interpretação do estudo, as terras altas do sul estão sobre um manto de menor viscosidade que o das planícies do norte. Em termos simples, rochas mais quentes tendem a se deformar com mais facilidade. Os dados também são compatíveis com a presença de fusão parcial sob o hemisfério meridional. 310

A dicotomia crustal já é uma das principais características geológicas do planeta. O sul é mais elevado e muito mais craterado, enquanto o norte é formado por extensas planícies baixas que já foram propostas como o possível leito de um oceano antigo. Modelos geológicos também associam, em geral, as terras altas meridionais a uma crosta mais espessa que a do norte. 31

Assim, a aparência “de dois rostos” de Marte pode refletir não apenas diferenças de altitude, idade e espessura da crosta, mas também uma assimetria profunda no manto.

Como a tomografia de maré detectou a diferença

Os pesquisadores reprocessaram 16 anos de dados de rastreamento preciso por rádio obtidos por três sondas da NASA: Mars Global Surveyor, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter. Ao medir como a gravidade de Marte afeta o movimento das espaçonaves, os cientistas conseguem construir um mapa detalhado do campo gravitacional do planeta. O conjunto de dados também contém informações sobre as marés marcianas, a espessura da crosta e outras mudanças no sistema Marte-espaçonave. 2

O sinal essencial vem da pequena deformação provocada em Marte pela gravidade do Sol. Como o planeta percorre uma órbita ligeiramente alongada, sua resposta às marés varia ao longo do tempo. Em vez de considerar apenas um comportamento médio para todo o planeta, a equipe usou a tomografia de maré para investigar como essa resposta muda de uma região para outra. 812

A temperatura e o estado físico do manto afetam sua rigidez, viscosidade e capacidade de dissipar energia das marés. Ao modelar o padrão geográfico das mudanças gravitacionais de Marte, os pesquisadores inferiram um manto mais quente e mecanicamente mais fraco sob o sul do que sob o norte. A estimativa resultante aponta para uma anomalia térmica atual de aproximadamente 200–400 °C. 3

É importante destacar que se trata de uma medição indireta: nenhuma sonda mediu a temperatura do manto com um termômetro. Os instrumentos registraram gravidade e comportamento das marés; depois, modelos físicos foram usados para inferir a estrutura interna do planeta.

O que o calor pode revelar sobre a história marciana

As anomalias magnéticas do sul

As fortes anomalias magnéticas remanescentes de Marte estão concentradas principalmente nas antigas terras altas do hemisfério sul. Esses sinais indicam que rochas da crosta adquiriram magnetização quando o planeta ainda possuía um campo magnético global. 3037

Um interior meridional mais quente pode ter influenciado os processos de fusão, o vulcanismo e a formação ou alteração da crosta que posteriormente preservou essas assinaturas magnéticas. Essa é uma possível conexão, não uma prova de que a anomalia recém-inferida tenha produzido sozinha o antigo campo magnético ou todo o magnetismo observado na crosta.

Calor, água e atividade hidrotermal

O calor interno pode alimentar vulcanismo e circulação hidrotermal — o movimento de água aquecida por rochas e intrusões quentes no subsolo. Trabalhos anteriores associaram parte do magnetismo da crosta das terras altas do sul a redes de vales e a possíveis descargas hidrotermais sobre intrusões crustais. 26

A nova estimativa térmica oferece mais uma condição interna para ser comparada com a história hidrológica de Marte. Se o calor persistiu no sul, ele poderia ter ajudado a manter a circulação localizada de água subterrânea ou ambientes subsuperficiais capazes de armazenar água.

Essas possibilidades são relevantes para o estudo da habitabilidade antiga do planeta, mas o resultado não demonstra que uma bacia específica abrigou vida ou permaneceu úmida durante um período determinado.

Tectônica e movimentação do manto

A assimetria térmica também impõe novas condições aos modelos sobre a evolução inicial de Marte. Cientistas discutem há décadas se o planeta teve convecção localizada no manto, reciclagem da litosfera ou algum tipo limitado de atividade semelhante à tectônica de placas.

Anomalias magnéticas lineares já foram citadas em debates sobre uma possível tectônica marciana antiga. Essa interpretação, porém, permanece controversa: uma análise da NASA concluiu que as evidências não sustentavam fortemente a existência de uma tectônica de placas semelhante à terrestre. 27

Portanto, o estudo não prova que Marte tenha tido placas tectônicas como as da Terra. O que ele mostra é que qualquer modelo sobre o interior marciano primitivo precisa explicar uma diferença térmica substancial entre o norte e o sul.

O que poderia ter aquecido o manto meridional?

A observação identifica a assimetria, mas não sua origem. Entre as hipóteses consideradas estão:

• Um impacto gigantesco no passado: uma colisão muito grande nos primórdios de Marte poderia ter reorganizado a crosta e o manto, criado a dicotomia superficial e deixado uma herança térmica duradoura.
• Convecção persistente no sul: uma corrente ascendente ou pluma mantélica poderia ter transportado calor continuamente para o hemisfério meridional.
• Calor retido sob estruturas espessas: uma crosta ou litosfera mais espessa no sul poderia ter funcionado como uma camada isolante, retardando o resfriamento do manto abaixo dela.

As evidências disponíveis ainda não permitem escolher de forma decisiva entre esses mecanismos. A conclusão mais segura é mais específica: a dicotomia visível na superfície de Marte tem uma contrapartida térmica profunda, e o manto sob o sul é atualmente estimado como substancialmente mais quente e mais fraco que o manto sob o norte. Novos estudos gravitacionais, sísmicos e geológicos serão necessários para determinar se essa diferença é uma relíquia da formação inicial do planeta ou parte de um padrão de atividade interna que durou por bilhões de anos.