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Atmosfera de Marte

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Atmosfera de Marte
Marte visto pelo Telescópio Hubble, em 28 de agosto de 2005, com tempestade de areia visível.
Marte visto pelo Telescópio Hubble, em 28 de agosto de 2005, com tempestade de areia visível.

Marte visto pelo Telescópio Hubble, em 28 de agosto de 2005, com tempestade de areia visível.

Informações gerais [1][2]
Pressão superficial média 610 Pa
Massa 2,5×1016 kg
Composição[3][4]
Dióxido de carbono 95 %
Nitrogénio/Nitrogênio 2,8 %
Árgon/Argônio 2 %
Oxigénio 0,174 %
Monóxido de carbono 0,0747 %
Vapor de água 0,03 % (Variável)


Marte é o quarto planeta a partir do Sol, e possui uma atmosfera muito diferente da atmosfera terrestre. Tem havido muito interesse [5][6] no estudo de sua composição desde a recente detecção de pequenas quantidades de metano,[7] que poderia indicar alguma forma de vida em Marte.

A atmosfera marciana é rarefeita, e a pressão atmosférica na superfície varia de 30 Pa (0,03 kPa) no pico do Olympus Mons para mais de 1 155 Pa (1,155 kPa) nas depressões de Hellas Planitia, com uma pressão média na superfície de 600 Pa (0,6 kPa), comparado à pressão terrestre de 101,3 kPa. A atmosfera de Marte consiste em 95% de dióxido de carbono, 3% nitrogênio, 1,6% argônio, e ainda traços de oxigênio, água, e metano. A atmosfera de Marte é bastante empoeirada, dando ao céu marciano uma cor amarelada quando vista da superfície; dados da Mars Exploration Rovers indicam que partículas suspensas possuem aproximadamente 1,5 micrômetros.[8]

Estrutura

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A atmosfera de marte é composta das seguintes divisões:

  • Baixa atmosfera: É a mais aquecida afetada pelo aquecimento da poeira suspensa e do solo.
  • Média atmosfera: Marte possui um jet stream que flui nessa região.
  • Atmosfera superior, ou termosfera: Essa região apresenta temperaturas muito altas causadas pelo aquecimento do Sol. Nesse nível, os gases começam a se separar entre si ao invés de se fundirem, tal como ocorre na baixa atmosfera.
  • Exosfera: 200 km e acima. Essa região é onde se delimita os últimos vestígios da atmosfera e o espaço. Não há nenhum limite claro devido ao gás ser extremamente rarefeito, o que torna a definição de onde a atmosfera termina bastante difícil.

Composição

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A fina atmosfera de Marte, visível do horizonte nesse imagem obtida na baixa órbita.

Dióxido de carbono

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O principal componente da atmosfera de Marte é o dióxido de carbono (CO2). Durante o inverno marciano os pólos entram em um período de escuridão contínua, o que resfria a superfície de tal forma que 25% do CO2 atmosférico se condensa em dióxido de carbono sólido (gelo seco) formando uma capa de gelo nos pólos. Quando os pólos são expostos novamente à luz solar, durante o verão marciano, o CO2 congelado sublima, voltando à atmosfera. Esse processo leva a uma grande variação da pressão e composição atmosférica ao redor dos pólos marcianos.

Argônio

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A atmosfera de Marte é consideravelmente enriquecida de gases nobres, especialmente o argônio em comparação às outras atmosferas de outros planetas do sistema solar. Diferente do dióxido de carbono, o argônio não se condensa, assim sendo a quantidade total de argônio na atmosfera é constante. No entanto, as concentrações locais podem variar devido ao fluxo de dióxido de carbono de um lugar a outro. Recentes dados de satélite mostram um aumento do argônio atmosférico sobre o polo sul no outono, que se dissipa na primavera seguinte. [9]

Água

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Outros aspectos da atmosfera marciana variam significativamente. Com a sublimação do gás carbônico durante o verão marciano, rajadas de ventos espalham o gás para além dos pólos a uma velocidade de aproximadamente 250 a 400 km/h. Essas tempestades sazonais transportam grandes quantidades de poeira e vapor de água originando névoas e nuvens cirrus parecidas com as da Terra. Essas nuvens de água congelada foram fotografadas pela Opportunity em 2004.[10]

Metano

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Cirrus no céu marciano

Traços de metano, a um nível de algumas partes por bilhão, foram inicialmente descobertos por uma equipe do NASA Goddard Space Flight Center em 2003.[7][11] Em março de 2004 a Mars Express Orbiter[12] e observações do Canada-France-Hawaii Telescope[13] também sugeriram a presença de metano na atmosfera marciana, com uma concentração de aproximadamente 10 ppb por volume.[14] A presença de metano em Marte é intrigante, visto que é um gás instável, supõe se que deve haver (ou deve ter havido ha alguns milhares de anos) uma fonte desse gás no planeta. É estimado que o planeta produza uma quantidade de 150 ton/ano de metano.[15] Atividade vulcânica, impacto de cometas, e a existência de vida microbiana tais como metanógenos estão entre as possíveis fontes de metano, mas ainda não foram comprovadas. O metano parece ocorrer em partes do planeta, o que sugere que esse gás é rapidamente quebrado antes de se espalhar uniformemente pela atmosfera, então também é presumível que o metano vem sendo lançado continuamente na atmosfera. Atualmente planejam–se pesquisas para identificar gases que acompanham o metano que podem sugerir quais são as fontes mais prováveis; na Terra, o metano biológico liberado pelos oceanos tende a vir acompanhado pelo etano, enquanto o vulcânico é acompanhado pelo dióxido de enxofre.

Foi comprovado recentemente que o metano poderia ser produzido por processos não-biológicos envolvendo água, dióxido de carbono, e o mineral olivina, que é comum em Marte.[16] As condições necessárias para essa reação (e.x. temperatura e pressão) não existem na superfície, mas provavelmente existem na crosta. Para provar que esse processo estaria acontecendo, serpentina, um mineral produzido nesse processo seria detectado.

Análises da ESA revelaram que a presença de metano na atmosfera marciana não é homogênea, geralmente coincidindo com a presença de vapor d'água. Na atmosfera superior esses gases estão uniformemente distribuídos, mas próximos à superfície eles se concentram em três regiões, Arabia Terra, Elysium Planitia, e Arcadia Memnonia. O cientista planetário David H. Grinspoon (Southwest Research Institute) supõe que a coincidência de vapor d’água e metano aumenta as chances de uma fonte biológica, mas isso implica explicar como a vida poderia sobreviver em um planeta tão inóspito quanto Marte.[11] Por último, para provar a natureza orgânica do metano marciano, será necessário o envio de uma futura sonda ou robô portando um espectrômetro para mensurar massa atômica, pois as proporções isotópicas de C12 a C14 podem claramente distinguir entre orgânica ou inorgânica como sendo a natureza da origem do metano marciano.[17]

Potencial de utilização pelos humanos

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A atmosfera de Marte é um recurso de composição conhecida disponível em todos os locais do planeta. Por essa razão tem sido proposto que uma futura exploração humana no planeta poderia usar o dióxido de carbono da atmosfera como matéria-prima para a fabricação de combustível para o retorno da missão. Pesquisas para viabilizar tal missão que propõem esse uso da atmosfera marciana incluem o Mars Direct proposto pelo cientista Robert Zubrin e pelo estudo Design reference mission da NASA. As duas principais alternativas para a utilização do dióxido de carbono são a reação de Sabatier, que converte dióxido de carbono atmosférico junto a hidrogênio adicional para produzir metano e oxigênio, e a eletrólise, usando um eletrólito de zircônio para separar o dióxido de carbono em oxigênio e monóxido de carbono.

No entanto, para que a futura colonização de Marte seja viável, seria preciso que houvesse uma quantidade muito maior de gás estufa na atmosfera para manter o clima aquecido. Usar a atmosfera de Marte como um recurso a ser consumido sem nenhuma intenção de renová-la é algo duvidoso. (ver terraformação)

Ver também

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Referências

  1. ↑ Franz, Heather B.; Trainer, Melissa G.; Malespin, Charles A.; Mahaffy, Paul R.; Atreya, Sushil K.; Becker, Richard H.; Benna, Mehdi; Conrad, Pamela G.; Eigenbrode, Jennifer L. (abril de 2017). «Initial SAM calibration gas experiments on Mars: Quadrupole mass spectrometer results and implications». Planetary and Space Science (em inglês): 44–54. doi:10.1016/j.pss.2017.01.014. Consultado em 21 de julho de 2021 
  2. ↑ «Mars Fact Sheet». NASA. Consultado em 21 de Julho de 2021 
  3. ↑ Franz, Heather B.; Trainer, Melissa G.; Malespin, Charles A.; Mahaffy, Paul R.; Atreya, Sushil K.; Becker, Richard H.; Benna, Mehdi; Conrad, Pamela G.; Eigenbrode, Jennifer L. (abril de 2017). «Initial SAM calibration gas experiments on Mars: Quadrupole mass spectrometer results and implications». Planetary and Space Science (em inglês): 44–54. doi:10.1016/j.pss.2017.01.014. Consultado em 21 de julho de 2021 
  4. ↑ Catling, David C. (2017). Atmospheric Evolution on Inhabited and Lifeless Worlds. James F. Kasting. West Nyack: Cambridge University Press. OCLC 982451455 
  5. ↑ Life on Mars? - Geological and biological processes observed on Earth provide hunky-dory explanations for methane on Mars, Martin Baucom, American Scientist, março-abril de 2006.
  6. ↑ Interplanetary Whodunit - Methane on Mars, David Tenenbaum, Astrobiology Magazine, NASA, 20 de julho de 2005. (parte de uma série de quatro)
  7. ↑ a b Mumma, M. J.; Novak, R. E.; DiSanti, M. A.; Bonev, B. P., "A Sensitive Search for Methane on Mars" (abstract only). American Astronomical Society, DPS meeting #35, #14.18.
  8. ↑ Lemmon et al., "Atmospheric Imaging Results from the Mars Exploration Rovers: Spirit and Opportunity"
  9. ↑ Francois Forgot. «Alien Weather at the Poles of Mars» (PDF). Science. Consultado em 25 de fevereiro de 2007 
  10. ↑ Clouds - 13 de dezembro de 2004 NASA Press release. URL acessada em 17-3-2006.
  11. ↑ a b Michael J. Mumma. «Mars Methane Boosts Chances for Life». Skytonight.com. Consultado em 23 de fevereiro de 2007 
  12. ↑ V. Formisano, S. Atreya T. Encrenaz, N. Ignatiev, M. Giuranna (2004). «Detection of Methane in the Atmosphere of Mars». Science. 306 (5702): 1758 - 1761. doi:10.1126/science.1101732 
  13. ↑ V. A. Krasnopolskya, J. P. Maillard, T. C. Owen (2004). «Detection of methane in the martian atmosphere: evidence for life?». Icarus. 172 (2): 537-547. doi:10.1016/j.icarus.2004.07.004 
  14. ↑ ESA Press release. «Mars Express confirms methane in the Martian atmosphere». ESA. Consultado em 17 de março de 2006 
  15. ↑ Planetary Fourier Spectrometer website (ESA, Mars Express)
  16. ↑ Oze, C., M. Sharma (2005). «Have olivine, will gas: Serpentinization and the abiogenic production of methane on Mars». Geophys. Res. Lett. 32: L10203. doi:10.1029/2005GL022691 
  17. ↑ Remote Sensing Tutorial, Section 19-13a - Missions to Mars during the Third Millennium, Nicholas M. Short, Sr., et al., NASA

Ligações externas

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