Tópico: Planetologia Comparada - Primeira análise de solo marciano pela Curiosity

[Geotecton]

A sonda Curiosity realizou a sua primeira análise químico-mineralógica em Marte, conforme informa a página da NASA para esta missão.

Pasadena, Califórnia

NASA's Mars rover Curiosity has completed initial experiments showing the mineralogy of Martian soil is similar to weathered basaltic soils of volcanic origin in Hawaii.

The minerals were identified in the first sample of Martian soil ingested recently by the rover. Curiosity used its Chemistry and Mineralogy instrument (CheMin) to obtain the results, which are filling gaps and adding confidence to earlier estimates of the mineralogical makeup of the dust and fine soil widespread on the Red Planet.

"We had many previous inferences and discussions about the mineralogy of Martian soil," said David Blake of NASA Ames Research Center in Moffett Field, Calif., who is the principal investigator for CheMin. "Our quantitative results provide refined and in some cases new identifications of the minerals in this first X-ray diffraction analysis on Mars."

The identification of minerals in rocks and soil is crucial for the mission's goal to assess past environmental conditions. Each mineral records the conditions under which it formed. The chemical composition of a rock provides only ambiguous mineralogical information, as in the textbook example of the minerals diamond and graphite, which have the same chemical composition, but strikingly different structures and properties.

CheMin uses X-ray diffraction, the standard practice for geologists on Earth using much larger laboratory instruments. This method provides more accurate identifications of minerals than any method previously used on Mars. X-ray diffraction reads minerals' internal structure by recording how their crystals distinctively interact with X-rays. Innovations from Ames led to an X-ray diffraction instrument compact enough to fit inside the rover.

These NASA technological advances have resulted in other applications on Earth, including compact and portable X-ray diffraction equipment for oil and gas exploration, analysis of archaeological objects and screening of counterfeit pharmaceuticals, among other uses.

"Our team is elated with these first results from our instrument," said Blake. "They heighten our anticipation for future CheMin analyses in the months and miles ahead for Curiosity."

The specific sample for CheMin's first analysis was soil Curiosity scooped up at a patch of dust and sand that the team named Rocknest. The sample was processed through a sieve to exclude particles larger than 0.006 inch (150 micrometers), roughly the width of a human hair. The sample has at least two components: dust distributed globally in dust storms and fine sand originating more locally. Unlike conglomerate rocks Curiosity investigated a few weeks ago, which are several billion years old and indicative of flowing water, the soil material CheMin has analyzed is more representative of modern processes on Mars.

"Much of Mars is covered with dust, and we had an incomplete understanding of its mineralogy," said David Bish, CheMin co-investigator with Indiana University in Bloomington. "We now know it is mineralogically similar to basaltic material, with significant amounts of feldspar, pyroxene and olivine, which was not unexpected. Roughly half the soil is non-crystalline material, such as volcanic glass or products from weathering of the glass. "

Bish said, "So far, the materials Curiosity has analyzed are consistent with our initial ideas of the deposits in Gale Crater recording a transition through time from a wet to dry environment. The ancient rocks, such as the conglomerates, suggest flowing water, while the minerals in the younger soil are consistent with limited interaction with water."

During the two-year prime mission of the Mars Science Laboratory Project, researchers are using Curiosity's 10 instruments to investigate whether areas in Gale Crater ever offered environmental conditions favorable for microbial life.
[...]

Fonte.

Usando um difratômetro de raio-X, que é parte do CheMin (Chemical and Mineralogy Instrument), a sonda estadunidense analisou amostras de pó e 'areia' com granulometria de até 150 micrômetros. Pelos dados obtidos, verificou-se que parte do regolito é formado in situ e parte provém de uma distribuição global realizada por tempestades de pó.

Grande parte da areia provém de alteração de rocha basáltica, sendo que do ponto de vista mineralógico há porções expressivas de feldspatos, piroxênios e olivinas. Outra importante fração da areia é representada por material não-cristalino, isto é, vidro vulcânico e seus subprodutos de intemperismo.

O conjunto de rochas e de regolitos na Cratera Gale indica que houve uma transição de um ambiente úmido, com fluxo de água livre, representada por rochas conglomeráticas para um ambiente seco, indicado pelos minerais com pouco intemperismo com presença de umidade.

[Pasteur]

Geo, o que tem de semelhante com a Terra, qual é a importância desses achados? Traduz aí pra nós leigos.

[Digão]

Se não estou enganado ele já falou, nessa região houve uma transição de um ambiente úmido, com fluxo de água livre, para um ambiente seco. Condizente com suspeitas/certezas anteriores de água no passado marciano. É o lugar certo para buscar evidências de ter abrigado vida (provavelmente simples, bacteriana), o que pode ser bem possível e a Ciência trabalha com essa expectativa, dada a alta frequência de substâncias precursoras da vida encontradas no universo, bem como a alta resistência às difíceis condições no espaço, que já foi constatada em outras formas de vida conhecidas.

[Geotecton]

Geo, o que tem de semelhante com a Terra, qual é a importância desses achados? Traduz aí pra nós leigos.

Os dados indicam que Marte teve, em algum momento do passado, água em estado líquido em volume suficiente em sua superfície capaz de gerar rochas conglomeráticas, assim como a Terra possui até hoje. Do outro lado, a extensão e volume de 'areia' basáltica e as condições razoavelmente bem preservadas de um intemperismo químico mostram que a água praticamente sumiu da superfície há muito tempo.

Pode ser que exista um volume considerável de água em interstícios e, talvez em lençóis freáticos muito profundos. Isto somente poderá ser avaliado se for feito um mapeamento litológico do planeta Marte, tarefa esta hoje muito distante de nossa capacidade técnica.

De qualquer modo algo aconteceu para que Marte tenha deixado de possuir corpos aquosos superficiais, e que provavelmente afetou o vulcanismo e tenha inibido uma atividade tectônica mais expressiva. Pelo fato de Marte possuir uma gravidade quase três vezes menor que a da Terra, eventos como colisões com asteróides e cometas, atividade vulcânica mais intensa e uma atmosfera muito quente devido a uma presença expressiva de CO₂ nos primórdios marcianos podem ter ejetado um grande volume de água para o espaço.

[Pasteur]

E nessa ejeção desse grande volume de água, um pouco pode ter vindo parar aqui na Terra, ou seja, existe uma possibilidade da vida terrestre ter se originado em Marte. Seremos nós marcianos?

[Geotecton]

E nessa ejeção desse grande volume de água, um pouco pode ter vindo parar aqui na Terra, ou seja, existe uma possibilidade da vida terrestre ter se originado em Marte. Seremos nós marcianos?

Bem, não posso descartar esta hipótese panspérmica a priori. Mas ela me parece apenas uma complicadora, porque a Terra e Marte devem ter tido condições físico-químicas semelhantes logo após a coalescência planetesimal, de tal maneira que é mais plausível que a vida na Terra tenha sido originada in situ.

[Muad'Dib]

Marte tem movimentos de placas tectônicas? Tem vulcões ativos?

[Geotecton]

Tem vulcões ativos?

Não há nenhuma evidência de que Marte tenha vulcanismo ativo hoje. No entanto há muitas evidências de que até há poucos milhões de anos existia atividade vulcânica. Uma das mais conspícuas é a relação entre os isótopos de carbono 12 e 13.

O planeta Marte possui uma gravidade bem menor que a da Terra (cerca de 40%) e não possui um campo magnético significativo, o que favoreceria a perda de CO₂ para o espaço, em especial aquele com carbono 12 que é mais leve. Se apenas tivesse ocorrido a perda de dióxido de carbono atmosférico sem nenhum tipo de reposição, resultaria que a proporção entre C13 e C12 deveria ser bem maior do que foi medido pelas sondas estadunidenses, especialmente a Phoenix. A interpretação corrente é que a atmosfera marciana foi abastecida de dióxido de carbono proveniente de vulcanismo, que atuou até recentemente (em termos geológicos, é claro).

Marte tem movimentos de placas tectônicas?

Tectônica de Placas ativa? Hoje?

Não existe nenhuma evidência.

Mas no passado, há poucas dúvidas, pois existem duas fortes evidências. A primeira é a presença de rochas andesíticas, que indicam plutonismo em ambiente tectonicamente ativo. A segunda é o padrão de anomalias magnéticas em forma de "tiras alternadas", semelhante ao que se observa na Terra nas regiões com falhas transformantes, que é uma das principais feições da Tectônica de Placas.

[DDV]

Geotecton, seria possível Marte ser terraformado? Se sim, como isso seria feito e quanto tempo levaria? 

 

[Geotecton]

Geotecton, seria possível Marte ser terraformado?

Em termos geológicos eu não vejo como, visto que Marte, até onde se sabe, não tem Tectônica de Placas ativa porquê, entre outros motivos, não dispõe de um volume de água expressivo em estado líquido. Sem tectônica não há a formação e a transformação contínua da superfície nos moldes que favorecem a vida na Terra, incluindo o relevo.

Se sim, como isso seria feito e quanto tempo levaria? 

Sinceramente não sei lhe responder sobre a possibilidade (ou não), pois só conheço generalidades da hipótese de terraformação.

De qualquer maneira se for possível tecnicamente, eu diria que é inviável (ou quase) do ponto de vista financeiro.

[Muad'Dib]

Tem vulcões ativos?

Não há nenhuma evidência de que Marte tenha vulcanismo ativo hoje. No entanto há muitas evidências de que até há poucos milhões de anos existia atividade vulcânica. Uma das mais conspícuas é a relação entre os isótopos de carbono 12 e 13.

O planeta Marte possui uma gravidade bem menor que a da Terra (cerca de 40%) e não possui um campo magnético significativo, o que favoreceria a perda de CO₂ para o espaço, em especial aquele com carbono 12 que é mais leve. Se apenas tivesse ocorrido a perda de dióxido de carbono atmosférico sem nenhum tipo de reposição, resultaria que a proporção entre C13 e C12 deveria ser bem maior do que foi medido pelas sondas estadunidenses, especialmente a Phoenix. A interpretação corrente é que a atmosfera marciana foi abastecida de dióxido de carbono proveniente de vulcanismo, que atuou até recentemente (em termos geológicos, é claro).

Marte tem movimentos de placas tectônicas?

Tectônica de Placas ativa? Hoje?

Não existe nenhuma evidência.

Mas no passado, há poucas dúvidas, pois existem duas fortes evidências. A primeira é a presença de rochas andesíticas, que indicam plutonismo em ambiente tectonicamente ativo. A segunda é o padrão de anomalias magnéticas em forma de "tiras alternadas", semelhante ao que se observa na Terra nas regiões com falhas transformantes, que é uma das principais feições da Tectônica de Placas.

Certo. Não entendi muito a linguagem técnica mas o que interessa sim.

O que eu queria saber mesmo é se Marte tem a estrutura da terra? Tem núcleo, manto e crosta? É uma rocha sólida? A Lua é uma rocha sólida?

Eu pergunto isso primeiro por causa das hipóteses de terraformação. Pelo que você disse nós não temos meios ainda de avaliar os planetas "terraformáveis" de formar satisfatória, então é uma viagem sem tamanho falar em terraformação ainda.

Segundo é uma dúvida que eu tenho sobre a Terra mesmo. Sobre o motivo de haver rochas e metais em estado líquido no interior do planeta. Eu vi que o planeta ainda está se resfriando, mas bilhões de anos não foram o suficiente para esse resfriamento? A crosta é uma casca de ovo, o planeta, tirando o núcleo interno ainda é praticamente de material fundido.

[Geotecton]

Certo. Não entendi muito a linguagem técnica mas o que interessa sim.

Se você precisar, eu posso explicar de uma maneira mais didática.

É uma rocha sólida?

Bem, Marte é um ente astronômico, sólido em sua maior parte, e que possui muitos tipos de rochas, algumas delas sedimentares (como conglomerados), e algumas delas magmáticas, sendo que as vulcânicas do tipo basalto são as mais abundantes.

O que eu queria saber mesmo é se Marte tem a estrutura da terra? Tem núcleo, manto e crosta?

Alguns dados apontam para uma certa semelhança entre a Terra e Marte. Em 2003 foi publicado um artigo na Science em que os autores apresentam alguns indícios da existência de um núcleo interno, embora ainda não soubessem afirmar se era um núcleo de ferro líquido ou um pequeno núcleo interno sólido envolto por um núcleo externo líquido, ambos de ferro.

Como eu escrevi anteriormente, há indícios de que Marte teve Tectônica de Placas, indicando a presença, então, de crosta e manto. Hoje, certamente existe crosta (parte externa) e, possivelmente, ainda exista algum material mantélico remanescente, principalmente no limite com o núcleo.
 

A Lua é uma rocha sólida?

A Lua é outro ente astronômico, com "história geológica" diferente de Marte porque não foi detectada nenhuma rocha sedimentar lá, o que indica que a Lua nunca teve água líquida em volume expressivo. As únicas rochas identificadas na Lua são as magmáticas, tanto as plutônicas (anortositos, p. explo.) como as vulcânicas (basaltos, p. explo.).

Eu pergunto isso primeiro por causa das hipóteses de terraformação. Pelo que você disse nós não temos meios ainda de avaliar os planetas "terraformáveis" de formar satisfatória, então é uma viagem sem tamanho falar em terraformação ainda.

A hipótese de terraformação é um bom exercício de imaginação.

Segundo é uma dúvida que eu tenho sobre a Terra mesmo. Sobre o motivo de haver rochas e metais em estado líquido no interior do planeta. Eu vi que o planeta ainda está se resfriando, mas bilhões de anos não foram o suficiente para esse resfriamento? A crosta é uma casca de ovo, o planeta, tirando o núcleo interno ainda é praticamente de material fundido.

Da superfície da Terra ao centro do núcleo interno são cerca de 6.230km, dos quais a crosta (que é sólida) tem entre 6 e 120km de espessura; o manto (que é "líquido") tem cerca de 2.900km e o resto é constituído pelos dois núcleos, um externo (líquido) e um interno (sólido), ambos, em tese, compostos de ferro e níquel.

O manto e o núcleo externo permanecem em um estado "líquido" por causa do calor gerado pelo decaimento dos elementos radioativos dispersos especialmente no manto. Este calor é que mantém o planeta ativo tectonicamente. A crosta funciona como um 'isolante térmico' que não permite que haja uma perda grande e rápida do calor do manto.

[Muad'Dib]

Eu queria chegar justamente no decaimento radioativo. Eu já tinha visto isso mas, não sei o motivo, achei que fosse besteira.

Eu falei em resfriamento como se fosse algo similar à um ferro incandescente retirado do fogo e perdendo calor para o ambiente.

Valeu.

[Pregador]

Será que não era mais fácil "terraformar" Vênus, descobrindo-se uma forma de dispersar sua atmosfera, atenuando o efeito estufa?

Quanto a Marte, é mais fácil construir estruturas no subsolo, já que não há terremotos, ou então estruturas com atmosfera artificial. Plantas podem vingar lá, desde que dentro de estufas.

[Dr. Manhattan]

Será que não era mais fácil "terraformar" Vênus, descobrindo-se uma forma de dispersar sua atmosfera, atenuando o efeito estufa?

Se o Greenpeace não se importar, poderíamos desviar um certo número de cometas, fazendo-os colidir com Vênus. Se os impactos forem energéticos o suficiente, é possível que uma parte da atmosfera fosse ejetada (aviso: chute meu) e ainda teríamos o bônus de trazer água para nosso planeta irmão, afinal de contas, cometas são essencialmente bolas de gelo sujo. Fácil .

Quanto a Marte, é mais fácil construir estruturas no subsolo, já que não há terremotos, ou então estruturas com atmosfera artificial. Plantas podem vingar lá, desde que dentro de estufas.

Sei não. Pelo que li o solo regolito de Marte é meio tóxico. Poderíamos importar solo terrestre e reduzir o solo marciano.

Pessoalmente, acredito que as pessoas pensam em colonização de Marte porque são enganadas pela aparência ilusoriamente acolhedora desse planeta. Trata-se na verdade de um deserto gelado, com atmosfera que adoraria ser chamada de vácuo, banhado em radiação UV, com terra tóxica e poeira abrasiva, sem falar que está dentro de um poço de potencial gravitacional relativamente fundo [1]. Marte é um carro com lataria de Ferrari e motor de Fusca.

Asteróides e cometas, por outro lado, são objetivos muito mais interessantes para colonização, se você não se importa com pouca gravidade.


[1] A propósito: ainda não temos ideia de como pousar uma nave tripulada em Marte. Mesmo uma sonda mais pesada, como o Curiousity, exigiu certa criativaidade.

[Pregador]

A verdade é que uma Terra totalmente lotada de gente, com poucos recursos, ainda é bem mais agradável que viver em Marte...

Acho que Marte somente será colonizada (com pouca densidade) se um dia for viável extrair recursos de lá (como minérios) e enviar para cá.

[Geotecton]

A verdade é que uma Terra totalmente lotada de gente, com poucos recursos, ainda é bem mais agradável que viver em Marte...
[...]

Mesmo porquê hoje é impossível viver em Marte. 

[Lion]

Curiosity Rover Finds Biologically Useful Nitrogen on Mars

MARCH 24, 2015

A team using the Sample Analysis at Mars (SAM) instrument suite aboard NASA's Curiosity rover has made the first detection of nitrogen on the surface of Mars from release during heating of Martian sediments.

The nitrogen was detected in the form of nitric oxide, and could be released from the breakdown of nitrates during heating. Nitrates are a class of molecules that contain nitrogen in a form that can be used by living organisms. The discovery adds to the evidence that ancient Mars was habitable for life.

Nitrogen is essential for all known forms of life, since it is used in the building blocks of larger molecules like DNA and RNA, which encode the genetic instructions for life, and proteins, which are used to build structures like hair and nails, and to speed up or regulate chemical reactions.

However, on Earth and Mars, atmospheric nitrogen is locked up as nitrogen gas (N2) - two atoms of nitrogen bound together so strongly that they do not react easily with other molecules. The nitrogen atoms have to be separated or "fixed" so they can participate in the chemical reactions needed for life. On Earth, certain organisms are capable of fixing atmospheric nitrogen and this process is critical for metabolic activity. However, smaller amounts of nitrogen are also fixed by energetic events like lightning strikes.

Nitrate (NO3) - a nitrogen atom bound to three oxygen atoms - is a source of fixed nitrogen. A nitrate molecule can join with various other atoms and molecules; this class of molecules is known as nitrates.

There is no evidence to suggest that the fixed nitrogen molecules found by the team were created by life. The surface of Mars is inhospitable for known forms of life. Instead, the team thinks the nitrates are ancient, and likely came from non-biological processes like meteorite impacts and lightning in Mars' distant past.

Features resembling dry riverbeds and the discovery of minerals that form only in the presence of liquid water suggest that Mars was more hospitable in the remote past. The Curiosity team has found evidence that other ingredients needed for life, such as liquid water and organic matter, were present on Mars at the Curiosity site in Gale Crater billions of years ago.

"Finding a biochemically accessible form of nitrogen is more support for the ancient Martian environment at Gale Crater being habitable," said Jennifer Stern of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Stern is lead author of a paper on this research published online in the Proceedings of the National Academy of Science March 23.

The team found evidence for nitrates in scooped samples of windblown sand and dust at the "Rocknest" site, and in samples drilled from mudstone at the "John Klein" and "Cumberland" drill sites in Yellowknife Bay. Since the Rocknest sample is a combination of dust blown in from distant regions on Mars and more locally sourced materials, the nitrates are likely to be widespread across Mars, according to Stern. The results support the equivalent of up to 1,100 parts per million nitrates in the Martian soil from the drill sites. The team thinks the mudstone at Yellowknife Bay formed from sediment deposited at the bottom of a lake. Previously the rover team described the evidence for an ancient, habitable environment there: fresh water, key chemical elements required by life, such as carbon, and potential energy sources to drive metabolism in simple organisms.

The samples were first heated to release molecules bound to the Martian soil, then portions of the gases released were diverted to the SAM instruments for analysis. Various nitrogen-bearing compounds were identified with two instruments: a mass spectrometer, which uses electric fields to identify molecules by their signature masses, and a gas chromatograph, which separates molecules based on the time they take to travel through a small glass capillary tube -- certain molecules interact with the sides of the tube more readily and thus travel more slowly.

Along with other nitrogen compounds, the instruments detected nitric oxide (NO -- one atom of nitrogen bound to an oxygen atom) in samples from all three sites. Since nitrate is a nitrogen atom bound to three oxygen atoms, the team thinks most of the NO likely came from nitrate which decomposed as the samples were heated for analysis. Certain compounds in the SAM instrument can also release nitrogen as samples are heated; however, the amount of NO found is more than twice what could be produced by SAM in the most extreme and unrealistic scenario, according to Stern. This leads the team to think that nitrates really are present on Mars, and the abundance estimates reported have been adjusted to reflect this potential additional source.

"Scientists have long thought that nitrates would be produced on Mars from the energy released in meteorite impacts, and the amounts we found agree well with estimates from this process," said Stern.

The SAM instrument suite was built at NASA Goddard with significant elements provided by industry, university, and national and international NASA partners. NASA's Mars Science Laboratory Project is using Curiosity to assess ancient habitable environments and major changes in Martian environmental conditions. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, a division of the California Institute of Technology, built the rover and manages the project for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The NASA Mars Exploration Program and Goddard Space Flight Center provided support for the development and operation of SAM. SAM-Gas Chromatograph was supported by funds from the French Space Agency (CNES). Data from these SAM experiments are archived in the Planetary Data System (pds.nasa.gov).

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4516

[Alucinado psicopata]

Geotecton, seria vantajoso para a observação científica e estudo de Marte a colocação de um satélite artificial em sua órbita? Ou isso seria um "overkill"?

[Gigaview]

Geotecton, seria vantajoso para a observação científica e estudo de Marte a colocação de um satélite artificial em sua órbita? Ou isso seria um "overkill"?

Já fizeram isso há 14 anos atrás. Acerte o seu relógio.

http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Orbiter_Mission
http://mars.esa.int
http://en.wikipedia.org/wiki/MAVEN
http://en.wikipedia.org/wiki/2001_Mars_Odyssey
http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Reconnaissance_Orbiter

[Rhyan]

Lembrei dessa notícia:

Cientista descobre placas tectônicas em Marte parecidas com as da Terra
http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2012/08/cientista-descobre-placas-tectonicas-em-marte-parecidas-com-da-terra.html