Por Ethan Siegel
Publicado no Medium
Se você pudesse viajar no tempo até os estágios iniciais do Sistema Solar, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, você não encontraria um único mundo amigo da vida, mas três. Vênus, Terra e Marte pareciam muito semelhantes de uma perspectiva planetária, pois todos eles tinham gravidade superficial substancial e atmosferas semelhantes à da Terra em espessura. Havia vulcões, oceanos aquosos e interações complexas que permitiam a esses mundos reter o calor que absorviam do Sol.
Além disso, suas composições atmosféricas eram semelhantes, todas ricas em hidrogênio, amônia, metano, nitrogênio e vapor d’água. Por um tempo, as condições foram favoráveis para a vida surgindo nos três mundos, mas isso não durou. Vênus experimentou um efeito estufa descontrolado, fervendo seus oceanos após talvez 200 milhões de anos. Mas Marte durou muito mais antes de se tornar inóspito: mais de um bilhão de anos. Estas são suas histórias.
As semelhanças primordiais entre os três planetas
É notável que mundos tão diferentes uns dos outros possam ter tido histórias semelhantes em seus estágios iniciais. Tanto a Terra quanto Marte provavelmente experimentaram colisões iniciais catastróficas, com a Terra criando nossa Lua e Marte criando três luas, a maior das quais provavelmente caiu em Marte em uma data posterior.
Todos os três mundos – Vênus, Terra e Marte – foram moldados por impactos externos e processos geológicos internos, formaram cadeias de montanhas no topo de extensos planaltos e grandes bacias que se estendiam pelas dramáticas planícies. Eles tinham um interior líquido derretido, o que causou grandes quantidades de erupções vulcânicas, adicionando dióxido de carbono à atmosfera e criando fundos oceânicos relativamente lisos. A água líquida que sobreviveu transformou-se em oceanos de todo o planeta, cobrindo completamente as áreas de planície.
O efeito estufa infernal de Vênus
Quando você compara Vênus à Terra e Marte, há três diferenças principais: suas distâncias orbitais do Sol, a taxa de suas rotações planetárias e seus tamanhos físicos. A proximidade de Vênus com o Sol provavelmente o condenou no início. Embora Vênus tenha 95% do tamanho da Terra e a distância Vênus-Sol seja 72% da distância Terra-Sol, esse último número se traduz em Vênus recebendo o dobro da energia que a Terra recebe. O vapor d’água na atmosfera de Vênus fez com que o planeta retivesse mais calor do Sol, o que resultou em um aumento adicional na quantidade de vapor d’água atmosférico. Depois de meros 200 milhões de anos, isso levou a um efeito estufa descontrolado, fazendo com que a água da superfície de Vênus fervesse. Um cenário irreversível.
Água líquida no planeta vermelho
Mas a uma distância maior do Sol, Marte parecia ter o problema oposto. Marte é muito menor do que a Terra e mal tem metade do tamanho, mas está 50% mais longe do Sol, o que significa que recebe apenas 43% da entrada de energia que recebemos aqui na Terra. Com uma quantidade tão baixa de energia incidente chegando, você pode pensar que a água líquida seria impossível, e que Marte estaria destinado a ser eternamente congelado.
Felizmente, sabemos sem sombra de dúvida que não foi esse o caso! Há uma tremenda evidência não apenas de água líquida passada em Marte – na forma de rocha sedimentar, esferas de hematita, leitos de rios secos com curvas em arco, etc. – mas também de água líquida atual. Descendo as encostas das paredes da cratera, embora a alegada detecção seja controversa, há fluxos de água que deixam depósitos salgados até hoje.
A atmosfera marciana e o vento solar
Essa evidência nos ensina algo sobre as condições iniciais em Marte: deve ter havido uma atmosfera substancial com um forte efeito estufa, suficiente para manter os oceanos, rios e lagos líquidos na superfície. Ele teve que causar pressões de superfície muito maiores do que a atual fina atmosfera de Marte é capaz, e teve que fazer um trabalho fenomenal de capturar o calor do Sol para evitar que o mundo congelasse.
Essa atmosfera é impossível hoje. O Sol emite um fluxo constante de partículas carregadas conhecidas como vento solar, e elas estão constantemente se chocando com a atmosfera marciana. Como sua gravidade superficial é muito menor do que a da Terra, é fácil expulsar essas partículas atmosféricas de Marte e colocá-las no abismo do espaço interestelar. Graças à missão Mars Maven da NASA, podemos até medir como Marte está perdendo sua atmosfera hoje.
A importância de um núcleo rico em metal
É um processo rápido! Pelos nossos cálculos, levaria apenas dezenas de milhões de anos, talvez até cem milhões de anos, para transformar Marte de uma atmosfera semelhante à da Terra em uma incapaz de suportar oceanos líquidos, climas temperados e vida. Então, como Marte conseguiu permanecer em seu estado rico em água por tanto tempo: por cerca de 1,5 bilhão de anos? A resposta está bem abaixo da superfície: no núcleo marciano.
Marte e a Terra têm algumas coisas em comum que são muito importantes: ambos giram em um eixo inclinado, cerca de uma vez a cada 24 horas e contêm núcleos ricos em metal em temperaturas e pressões muito altas.
Por 1,5 bilhão de anos, Marte prosperou
Nos primórdios do Sistema Solar, antes que tanto calor do núcleo marciano fosse irradiado para o espaço, ele provavelmente produziu um campo magnético ativo em torno de Marte, semelhante ao que nosso núcleo cria ao redor da Terra. Essa magnetosfera protegeu o planeta do vento solar, desviando a esmagadora maioria do vento ao redor de Marte, deixando a atmosfera praticamente intocada.
Por cerca de 1,5 bilhão de anos, esse foi o estado das coisas. Marte tinha estações, água líquida, um ciclo climático, marés e os mesmos ingredientes para a vida com os quais a Terra nasceu. Sabemos que a vida se estabeleceu na Terra dentro de algumas centenas de milhões de anos, no máximo, e Marte teve pelo menos seis vezes essa duração quando era um mundo rico em oceanos. A possibilidade de vida em Marte, nessa época, atraente.
A destruição da magnetosfera marciana
Mas as mudanças que Marte sofreu foram rápidas e abrangentes. Os planetas nascem com uma quantidade fixa de calor interno, que se irradia ao longo de sua vida. Um planeta como Marte, com metade do diâmetro da Terra, nasce com apenas cerca de 10-15% da quantidade de calor interno do nosso mundo e, portanto, verá uma porcentagem maior dele se irradiar muito mais rápido do que a Terra.
Aproximadamente 3 bilhões de anos atrás, o núcleo de Marte ficou frio o suficiente para parar de produzir aquele dínamo magnético protetor, e o vento solar começou a atingir a atmosfera marciana. Em pouco tempo, ou seja, em apenas dezenas de milhões de anos, a atmosfera foi lançada no espaço interplanetário. Como resultado, os oceanos foram incapazes de permanecer na forma líquida e congelaram sob a superfície ou se sublimaram.
Meteoritos marcianos transportadores de vida
É inteiramente plausível que, por 1,5 bilhão de anos, nosso Sistema Solar possuiu dois planetas altamente habitados, onde a vida unicelular se desenvolveu e se estabeleceu. É muito provável que, se alguma vida se desenvolvesse em um planeta antes do outro, um ataque aleatório de um asteroide jogaria material para o espaço interplanetário e acabaria transportando essa vida da Terra para Marte ou de Marte para a Terra.
Se parece improvável para você, lembre-se: 3% de todos os meteoritos que descobrimos na Terra não vêm de asteroides ou cometas, mas têm origem marciana. Isso só foi confirmado pela missão Mars Pathfinder no final da década de 1990, que analisou o solo que encontrou e nos permitiu determinar definitivamente que sim, rochas que se originaram em outro planeta chegaram à Terra. E, portanto, provavelmente o inverso também é verdadeiro.
No duelo entre planetas, Marte se saiu melhor
A história de Vênus foi uma morte rápida. Pode ter nascido tão pronto para a vida quanto a Terra, mas sua proximidade com o Sol criou uma atmosfera muito rica em vapor d’água, que reteve calor suficiente para criar um efeito estufa descontrolado, fervendo os oceanos e arruinando suas chances para a vida.
Mas Marte se saiu muito melhor. Sua atmosfera, água líquida e taxa de rotação permitiram que o planeta se desenvolvesse e mantivesse condições estáveis e amigáveis à vida por 1,5 bilhão de anos. O seu campo magnético protegeu-o do Sol durante todo esse tempo, permitindo a formação de rios e sedimentos e processos hidrogeológicos. Parece quase inconcebível que a vida não tivesse surgido ali, dada a rapidez e facilidade com que apareceu e prosperou na Terra. Foi apenas por causa de seu pequeno tamanho, que o fez resfriar rapidamente, perder sua proteção magnética e, em seguida, sua atmosfera, que ele se tornou inabitável.
Terra: o único sobrevivente na corrida da vida
Durante as primeiras centenas de milhões de anos após a formação do Sistema Solar, tivemos três mundos potencialmente habitáveis: Vênus, Terra e Marte. Se as coisas fossem ligeiramente diferentes, se o Sol fosse menor e mais fraco, se Vênus orbitasse a uma distância maior, ou talvez se estivesse simplesmente girando mais rapidamente, poderia não ter tido o efeito estufa descontrolado que o tornou inabitável tão rapidamente.
Mas, talvez surpreendentemente, Marte se saiu muito melhor. Enquanto a vida estava surgindo na Terra e transformando nossa atmosfera, talvez algo semelhante estivesse acontecendo em Marte. Talvez rochas, produtos químicos e até mesmo vida tenham sido trocados entre nossos dois mundos por impactos interplanetários, e talvez Marte tenha sido realmente habitado por um bilhão de anos ou mais. Uma vez que morreu, no entanto, não houve caminho de volta. Se olharmos 3 bilhões de anos atrás em nosso passado, a Terra foi o último planeta habitável de pé.
