A diferença entre os hemisférios de Marte pode não estar restrita à superfície. Uma nova análise do campo gravitacional do planeta indica que o manto sob o hemisfério sul pode ser entre 200 °C e 400 °C mais quente do que no norte, revelando uma assimetria que se estenderia profundamente pelo interior marciano.
O resultado desafia uma simplificação frequentemente adotada nos modelos planetários, nos quais o interior de um planeta é tratado como aproximadamente simétrico ao redor de seu centro.
A pesquisa foi liderada por Alexander Berne, atualmente na Universidade do Arizona, e utilizou dados de três missões da NASA: Mars Global Surveyor, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter.
A descoberta pode ajudar a compreender não apenas a estrutura interna de Marte, mas também um dos problemas mais antigos da geologia marciana: por que os dois hemisférios do planeta são tão diferentes.
A chamada dicotomia marciana é evidente na superfície.
Grande parte do hemisfério norte é formada por planícies relativamente baixas e suaves. O sul, por outro lado, é dominado por terrenos elevados, antigos e intensamente marcados por crateras.
A diferença também aparece na crosta. Segundo o estudo, ela é, em média, cerca de 25 quilômetros mais espessa no sul.
Agora, os pesquisadores encontraram evidências de que essa divisão pode continuar abaixo da crosta.
Para investigar o interior do planeta, a equipe analisou pequenas alterações nas órbitas das três espaçonaves. Essas variações podem revelar diferenças na distribuição de massa e, consequentemente, no campo gravitacional de Marte.
Os pesquisadores aplicaram uma técnica chamada tomografia de maré, desenvolvida por Berne, que também considera como a atração gravitacional do Sol varia durante a órbita elíptica de Marte.
A maneira como o planeta responde a essa influência permite obter informações sobre propriedades que não podem ser observadas diretamente, incluindo a estrutura e a temperatura de seu interior.
Os dados não se comportaram como seria esperado caso o interior marciano fosse perfeitamente simétrico.
Segundo os cálculos, a melhor maneira de explicar as diferenças observadas é considerar que o manto no hemisfério sul esteja entre 200 °C e 400 °C mais quente do que no norte.
Em algumas regiões, as temperaturas podem ser suficientemente elevadas para que parte do material do manto ainda esteja parcialmente fundida.
Uma diferença dessa magnitude teria consequências importantes para a evolução geológica do planeta, incluindo a forma como Marte perdeu calor ao longo de bilhões de anos e por quanto tempo determinadas regiões poderiam ter permanecido vulcanicamente ativas.
Ela também pode ajudar a conectar observações que, até agora, eram estudadas separadamente.
A missão InSight, da NASA, que operou na superfície de Marte até dezembro de 2022, registrou terremotos marcianos e permitiu investigar o interior do planeta por meio da propagação de ondas sísmicas.
Essas ondas apresentaram diferenças dependendo das regiões atravessadas.
Segundo a nova interpretação, uma temperatura mais elevada no manto do sul poderia ajudar a explicar por que determinadas ondas sísmicas sofrem maior atenuação nessa parte do planeta.
A assimetria térmica também pode ter relação com características magnéticas encontradas na crosta marciana.
Marte não possui atualmente um campo magnético global como o da Terra, mas evidências geológicas indicam que um dínamo interno gerou um campo magnético no passado remoto.
Se regiões da crosta sul foram submetidas a temperaturas suficientemente elevadas, sua história de magnetização pode ter sido alterada. Acima da chamada temperatura de Curie, determinados minerais ferromagnéticos perdem a magnetização remanente que possuíam.
Compreender quando e onde isso ocorreu pode ajudar a reconstruir a evolução térmica e magnética do planeta.
A origem da assimetria interna ainda não está determinada, e os pesquisadores consideram diferentes possibilidades.
Uma delas está relacionada à própria formação da dicotomia entre as terras baixas do norte e as terras altas do sul.
Uma hipótese propõe que um impacto gigantesco ocorrido há mais de 4 bilhões de anos tenha remodelado grande parte do hemisfério norte. Nesse cenário, a remoção de uma enorme quantidade de material poderia ter facilitado a perda de calor nessa região, permitindo que o manto do norte esfriasse mais rapidamente.
Outra possibilidade envolve a espessura da crosta.
A crosta mais espessa do hemisfério sul poderia ter funcionado como uma camada isolante, dificultando a transferência de calor do interior para a superfície e mantendo o manto dessa região mais quente durante bilhões de anos.
As duas explicações não precisam necessariamente ser mutuamente exclusivas, e ainda não está estabelecido se a dicotomia observada na superfície e a diferença térmica encontrada no interior surgiram pelo mesmo processo.
A hipótese de uma crosta sul funcionando como uma barreira térmica produz uma previsão que poderá ser investigada.
Se material quente ascendeu pelo manto e encontrou uma crosta suficientemente espessa para dificultar sua chegada à superfície, parte desse magma pode ter permanecido aprisionada abaixo dela.
Essas antigas intrusões subterrâneas alterariam a distribuição de massa e poderiam deixar sinais detectáveis em mapas gravitacionais de maior resolução.
Futuras missões e novas medições poderão procurar justamente essas estruturas.
A tomografia de maré não precisa ficar limitada a Marte.
O mesmo princípio pode ser aplicado a outros corpos do Sistema Solar conforme medições gravitacionais mais precisas se tornem disponíveis. Entre os possíveis alvos estão Mercúrio e grandes satélites naturais de Júpiter.
A técnica oferece uma maneira indireta de investigar estruturas que permanecem a centenas ou milhares de quilômetros abaixo de superfícies inacessíveis.
No caso de Marte, o resultado acrescenta uma nova dimensão à conhecida divisão entre seus hemisférios. O contraste entre norte e sul pode não ser apenas uma característica da paisagem marciana: parte dessa diferença parece continuar nas profundezas do planeta.
Sobre a Imagem: Uma seção transversal de Marte, mostrando o interior mais quente do hemisfério sul. Crédito da imagem: NASA/Theophilus Britt Griswold.