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Uma equipe internacional de pesquisadores, co-liderada pela ETH Zurich e pelo Imperial College London, derivou a primeira estimativa dos impactos globais de meteoritos em Marte usando dados sísmicos. As suas descobertas indicam que entre 280 e 360 meteoritos atingem o planeta todos os anos, formando crateras de impacto com mais de 8 metros (cerca de 26 pés) de diâmetro. Geraldine Zenhaeusern, que co-liderou o estudo, comentou: “Essa taxa foi cerca de cinco vezes maior do que o número estimado apenas pelas imagens orbitais. Alinhadas com as imagens orbitais, nossas descobertas demonstram que a sismologia é uma excelente ferramenta para medir as taxas de impacto.”
“Chirp” sísmico sinaliza nova classe de terremotos
Usando dados do sismógrafo implantado durante a missão InSight da NASA a Marte, os pesquisadores descobriram que 6 eventos sísmicos registrados nas proximidades da estação foram previamente identificados como impactos meteóricos (Garcia et al., 2023) – um processo possibilitado pelo gravação de um sinal atmosférico acústico específico gerado quando meteoritos entram na atmosfera marciana. Agora, Zenhäusern, ETH Zurich, co-líder, Natalia Wójcicka, Imperial College London, e a equipe de pesquisa descobriram que esses 6 eventos sísmicos pertencem a um grupo muito maior de marsquakes, os chamados frequência muito alta (VF) eventos. O processo de origem desses terremotos ocorre muito mais rápido do que um marsquake tectônico de tamanho semelhante. Enquanto um terremoto de magnitude normal 3 em Marte leva vários segundos, um evento gerado por impacto do mesmo tamanho leva apenas 0,2 segundos ou menos, devido à hipervelocidade da colisão. Ao analisar os espectros de marsquakes, foram identificados mais 80 marsquakes que agora se pensa serem causados por ataques de meteoróides.
A sua missão de investigação começou em dezembro de 2021, um ano antes de a poeira acumulada nos painéis solares pôr fim à missão InSight, quando um grande terramoto distante registado pelo sismógrafo reverberou um sinal sísmico de banda larga em todo o planeta. O sensoriamento remoto associou o terremoto a uma cratera de 150 metros de largura. Para confirmar, a equipe do InSight fez parceria com a Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Context Camera (CTX) para procurar outras crateras recentes que correspondessem ao tempo e à localização dos eventos sísmicos detectados pelo InSight. O trabalho de detetive das equipes valeu a pena e eles tiveram a sorte de encontrar uma segunda cratera recente com mais de 100 metros (320 pés) de diâmetro. Crateras menores, no entanto, formadas quando meteoróides do tamanho de uma bola de basquete atingem o planeta e que deveriam ser muito mais comuns, permaneceram desconhecidas. Agora, o número de quedas de meteoritos é estimado pela ocorrência desses terremotos especiais de alta frequência.
Taxa de impacto do primeiro meteorito a partir de dados sísmicos
Aproximadamente 17.000 meteoritos caem na Terra todos os anos, mas, a menos que cruzem o céu noturno, raramente são notados. A maioria dos meteoros desintegra-se ao entrar na atmosfera da Terra, mas em Marte a atmosfera é 100 vezes mais fina, deixando a sua superfície exposta a colisões de meteoritos maiores e mais frequentes.
Até agora, os cientistas planetários confiaram em imagens e modelos orbitais inferidos a partir de impactos de meteoritos bem preservados na Lua, mas extrapolar estas estimativas para Marte revelou-se um desafio. Os cientistas tiveram que levar em conta a forte atração gravitacional de Marte e sua proximidade com o cinturão de asteróides, o que significa que mais meteoritos atingiram o planeta vermelho. Por outro lado, tempestades de areia regulares resultam em crateras que são muito menos preservadas do que as da Lua e, portanto, não são tão facilmente detectadas com imagens orbitais. Quando um meteorito atinge o planeta, as ondas sísmicas do impacto viajam através da crosta e do manto e podem ser captadas por sismógrafos.
Wójcicka explica: “Nós estimamos os diâmetros das crateras a partir da magnitude de todos os VF-marsquakes e suas distâncias, então usamos isso para calcular quantas crateras se formaram ao redor do módulo de pouso InSight ao longo de um ano. Então, extrapolamos esses dados para estimar o número de impactos que acontecem anualmente em toda a superfície de Marte.”
Zenhäusern acrescenta: “Embora novas crateras possam ser melhor vistas em terrenos planos e empoeirados, onde realmente se destacam, esse tipo de terreno cobre menos da metade da superfície de Marte. O sensível sismômetro InSight, no entanto, conseguiu ouvir cada impacto dentro do alcance dos módulos de pouso.”
Insight sobre a idade de Marte e missões futuras
Tal como as linhas e rugas do nosso rosto, o tamanho e a densidade das crateras resultantes da queda de meteoritos revelam pistas sobre a idade de diferentes regiões de um corpo planetário. Quanto menos crateras, mais jovem é a região do planeta. Vénus, por exemplo, quase não tem crateras visíveis porque a sua superfície é continuamente retrabalhada pelo vulcanismo, enquanto Mercúrio e a Lua, com as suas superfícies antigas, apresentam muitas crateras. Marte fica entre esses exemplos, com algumas regiões antigas e outras jovens que podem ser distinguidas pelo número de crateras.
Novos dados mostram que uma cratera de 8 metros (26 pés) acontece em algum lugar da superfície de Marte quase todos os dias e uma cratera de 30 metros (98 pés) ocorre cerca de uma vez por mês. Como os impactos de hipervelocidade causam zonas de explosão que são facilmente 100 vezes maiores em diâmetro do que a cratera, saber o número exato de impactos é importante para a segurança das missões robóticas, mas também das futuras missões humanas ao planeta vermelho.
“Este é o primeiro artigo deste tipo a determinar com que frequência os meteoritos impactam a superfície de Marte a partir de dados sismológicos – que era um objetivo da missão de nível um da missão Mars InSight”, diz Domenico Giardini, professor de Sismologia e Geodinâmica na ETH Zurique. e co-investigador principal da missão Mars InSight da NASA. “Esses dados influenciam o planejamento de futuras missões a Marte.”
De acordo com Zenhäusern e Wójcicka, os próximos passos no avanço desta pesquisa envolvem o uso de tecnologias de aprendizado de máquina para ajudar os pesquisadores a identificar mais crateras em imagens de satélite e identificar eventos sísmicos nos dados.
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