Marte, o quarto planeta a contar do Sol, é coloquialmente referido como o "Planeta Vermelho" devido à sua distinta coloração vermelho-alaranjada. Este corpo terrestre apresenta um terreno rochoso semelhante a um deserto e possui uma atmosfera fina composta predominantemente de dióxido de carbono (CO2). Sua pressão atmosférica média na superfície é de apenas alguns milésimos da da Terra, com temperaturas oscilando entre -153 e 20 °C (-243 e 68 °F), e é caracterizada por níveis elevados de radiação cósmica. Embora Marte retenha água em sua subsuperfície e como um componente atmosférico esparso, manifestando-se como nuvens cirros, neblina, geada e extenso permafrost polar e calotas polares (que incluem neve sazonal de CO2), não existem corpos persistentes de água superficial líquida. A gravidade superficial do planeta é aproximadamente um terço da da Terra, ou duas vezes a da Lua. Com um diâmetro de 6.779 km (4.212 milhas), Marte tem aproximadamente metade do tamanho da Terra e duas vezes o tamanho da Lua, possuindo uma área de superfície equivalente à massa terrestre total da Terra.
Marte é o quarto planeta a contar do Sol. É também conhecido como o "Planeta Vermelho", pela sua aparência vermelho-alaranjada. Marte é um planeta rochoso desértico com uma atmosfera tênue composta principalmente de dióxido de carbono (CO§56§). No nível médio da superfície, a pressão atmosférica é de alguns milésimos da da Terra, a temperatura atmosférica varia de -153 a 20 °C (-243 a 68 °F) e a radiação cósmica é alta. Marte retém alguma água, tanto no solo como em pequena quantidade na atmosfera, formando nuvens cirros, neblina, geada, regiões polares maiores de permafrost e calotas polares (com neve sazonal CO§910§), mas nenhum corpo de água superficial líquida. Sua gravidade superficial é aproximadamente um terço da da Terra ou o dobro da da Lua. Seu diâmetro, 6.779 km (4.212 mi), é cerca de metade do da Terra, ou duas vezes o da Lua, e sua área de superfície é do tamanho de toda a terra seca da Terra.
Partículas finas de poeira são onipresentes na superfície e na atmosfera marcianas, prontamente mobilizadas e dispersas pelos ventos fracos do planeta, apesar de sua baixa atração gravitacional. O terreno marciano exibe uma divisão norte-sul distinta, conhecida como dicotomia marciana, caracterizada por planícies baixas e relativamente planas no hemisfério norte e terras altas com muitas crateras no hemisfério sul. Geologicamente, Marte demonstra atividade moderada, evidenciada por marsquakes subterrâneos, e apresenta numerosos vulcões extintos colossais, incluindo Olympus Mons (com 21,9 km ou 13,6 milhas de altura), ao lado de um dos cânions mais extensos do Sistema Solar, Valles Marineris (que se estende por 4.000 km ou 2.500 milhas). O planeta é orbitado por dois pequenos satélites naturais de formato irregular: Fobos e Deimos. Possuindo uma inclinação axial substancial de 25 graus, Marte sofre variações sazonais análogas às da Terra (que tem uma inclinação axial de 23,5 graus). Um ano solar marciano abrange 1,88 anos terrestres (equivalente a 687 dias terrestres), enquanto um dia solar marciano, ou sol, dura 24,6 horas.
Marte originou-se há aproximadamente 4,5 bilhões de anos, simultaneamente com a formação de outros planetas no Sistema Solar. O período marciano de Noé, que vai de 4,5 a 3,5 mil milhões de anos atrás, foi caracterizado por extensos impactos de meteoros, o desenvolvimento de vales, erosão significativa, a existência potencial de oceanos de água e a eventual perda da sua magnetosfera. Posteriormente, o período Hesperiano, que começou há 3,5 mil milhões de anos e terminou entre 3,3 e 2,9 mil milhões de anos atrás, testemunhou uma actividade vulcânica generalizada e inundações catastróficas que esculpiram vastos canais de escoamento. O período amazônico, que persiste até os dias atuais, representa a influência predominante nos processos geológicos do planeta. Dada a complexa história geológica de Marte, a perspectiva de vida passada ou existente no planeta continua a ser objecto de investigação científica rigorosa, com certos indicadores potenciais que requerem um exame minucioso adicional.
Historicamente, Marte tem sido observado da Terra como uma conspícua "estrela errante" vermelha, levando a interpretações e associações culturais variadas entre civilizações. A missão inaugural a Marte, Mars 1, foi lançada em 1963, mas a comunicação com a nave espacial foi perdida durante o seu trânsito. Uma exploração bem-sucedida de Marte foi alcançada pela primeira vez em 1965 pela Mariner 4. A Mariner 9 se tornou a primeira espaçonave a orbitar um corpo celeste diferente da Lua, do Sol ou da Terra quando entrou na órbita marciana em 1971; nesse mesmo ano também houve o primeiro impacto descontrolado (Marte 2) e o primeiro pouso bem-sucedido (Marte 3) no planeta. As sondas robóticas têm mantido operações contínuas em Marte desde 1997. Periodicamente, mais de dez sondas funcionaram simultaneamente em órbita ou na superfície marciana, ultrapassando o número de missões ativas em qualquer outro planeta além da Terra. Marte é frequentemente identificado como um destino potencial para futuras missões de exploração tripuladas, embora nenhum esforço desse tipo esteja atualmente programado.
História Natural
Formação
As teorias científicas propõem que Marte se originou durante a formação do Sistema Solar através de um processo estocástico de acreção descontrolada, envolvendo material do disco protoplanetário que orbita o Sol. O planeta exibe várias características químicas únicas atribuíveis à sua localização específica no Sistema Solar. Elementos que possuem pontos de ebulição relativamente baixos, incluindo cloro, fósforo e enxofre, são consideravelmente mais abundantes em Marte do que na Terra; supõe-se que o vento solar energético do Sol nascente impulsionou esses elementos para fora.
Bombardeio Pesado Tardio
Após a formação planetária, o Sistema Solar interno pode ter passado por um período conhecido como Bombardeio Pesado Tardio. Aproximadamente 60% da superfície marciana preserva evidências de impactos desta época, com vastas bacias de impacto subjacentes provavelmente caracterizando grande parte do terreno remanescente. No entanto, modelos recentes contestaram a existência do Bombardeio Pesado Tardio. Evidências significativas apontam para uma imensa bacia de impacto no Hemisfério Norte de Marte, medindo 10.600 por 8.500 quilómetros (6.600 por 5.300 milhas). Esta característica, aproximadamente quatro vezes o tamanho da bacia do Pólo Sul-Aitken da Lua, seria a maior bacia de impacto já descoberta se a sua existência for confirmada. A hipótese é que esta bacia se formou há aproximadamente quatro mil milhões de anos, quando Marte foi atingido por um corpo celeste do tamanho de Plutão. Acredita-se que este evento catastrófico tenha causado a dicotomia hemisférica marciana e criado a suave bacia Borealis, que cobre 40% da superfície do planeta.
Um estudo de 2023, baseado na inclinação orbital de Deimos, uma pequena lua marciana, fornece evidências que sugerem que Marte pode ter possuído um sistema de anéis entre 3,5 e 4 bilhões de anos atrás. Propõe-se que este hipotético sistema de anéis tenha se formado a partir de uma lua, vinte vezes mais massiva que Fobos, que orbitou Marte há bilhões de anos, com a própria Fobos representando potencialmente um remanescente deste antigo anel.
Períodos geológicos
Épocas:
A história geológica de Marte é convencionalmente dividida em vários períodos, com os três seguintes identificados como primários:
- Período de Noé: Este período, que data de 4,5 a 3,5 bilhões de anos atrás, marca a formação das mais antigas superfícies existentes de Marte. Os terrenos da era de Noé são amplamente marcados por grandes crateras de impacto. Supõe-se que o bojo de Tharsis, um planalto vulcânico significativo, tenha se formado durante esta época, que também apresentou inundações generalizadas por água líquida em seus estágios posteriores. O nome do período deriva de Noachis Terra.
- Período Hesperiano: Estendendo-se desde há 3,5 mil milhões de anos até entre 3,3 e 2,9 mil milhões de anos atrás, o período Hesperiano é caracterizado pela formação de extensas planícies de lava. É nomeado após Hesperia Planum.
- Período Amazônico: Este período abrange entre 3,3 e 2,9 bilhões de anos atrás até o presente. As regiões amazônicas são caracterizadas por uma baixa densidade de crateras de impacto de meteoritos, mas apresentam variações geológicas significativas. Olympus Mons formou-se durante esta época, acompanhado por outros fluxos de lava em Marte. O período leva o nome de Amazonis Planitia.
Atividade geológica recente
A atividade geológica persiste em Marte. O Athabasca Valles apresenta fluxos de lava em forma de lâmina que datam de aproximadamente 200 milhões de anos. Além disso, os fluxos de água dentro dos grabens Cerberus Fossae ocorreram há menos de 20 milhões de anos, indicando intrusões vulcânicas recentes. A Mars Reconnaissance Orbiter também capturou imagens de avalanches.
Características Físicas
Marte tem aproximadamente metade do diâmetro da Terra, ou o dobro do diâmetro da Lua, e a sua área de superfície é apenas ligeiramente inferior à massa seca total da Terra. Marte é menos denso que a Terra, possuindo cerca de 15% do volume da Terra e 11% da sua massa, o que resulta em aproximadamente 38% da gravidade da superfície da Terra. Atualmente é o único exemplo conhecido de planeta deserto, um corpo rochoso com superfície análoga à dos desertos da Terra. A aparência vermelho-laranja característica da superfície marciana é causada pelo óxido de ferro (III) (nanofase Fe2O3) e pelo mineral óxido-hidróxido de ferro(III) goethita. Embora muitas vezes se assemelhe ao caramelo, outras cores de superfície comuns incluem dourado, marrom, castanho e esverdeado, dependendo dos minerais específicos presentes.
Estrutura Interna
Semelhante à Terra, Marte é diferenciado em um núcleo metálico denso sobreposto por camadas rochosas menos densas. A camada mais externa, a crosta, tem em média 42–56 quilômetros (26–35 milhas) de espessura, com um mínimo de 6 quilômetros (3,7 milhas) em Isidis Planitia e um máximo de 117 quilômetros (73 milhas) no planalto sul de Tharsis. Para fins comparativos, a crosta terrestre tem em média 27,3 ± 4,8 km de espessura. Os elementos mais abundantes na crosta marciana são silício, oxigênio, ferro, magnésio, alumínio, cálcio e potássio. Marte está confirmado como sismicamente ativo; em 2019, foi relatado que a missão InSight detectou e registrou mais de 450 terremotos e eventos sísmicos relacionados.
A crosta marciana é sustentada por um manto de silicato, que contribui significativamente para as características da superfície tectônica e vulcânica do planeta. Dentro do manto marciano superior, existe uma zona de baixa velocidade, caracterizada por velocidades de ondas sísmicas que são reduzidas em comparação com faixas de profundidade adjacentes. Este manto apresenta rigidez até uma profundidade de aproximadamente 250 km, resultando numa litosfera consideravelmente mais espessa que a da Terra. Abaixo desta camada rígida, a ductilidade do manto aumenta progressivamente e a velocidade das ondas sísmicas aumenta subsequentemente. Ao contrário do manto inferior da Terra, o manto marciano carece de uma camada termicamente isolante; em vez disso, em profundidades superiores a 1.050 km, sua composição mineralógica se assemelha à zona de transição da Terra. Uma camada basal de silicato líquido, estimada em 150–180 km de espessura, está situada na base do manto. O manto marciano apresenta heterogeneidade significativa, contendo fragmentos densos de até 4 km de diâmetro. Pensa-se que estes fragmentos foram introduzidos profundamente no planeta por impactos imensos há aproximadamente 4,5 mil milhões de anos. As observações de oito marsquakes revelaram que as ondas de alta frequência desaceleraram ao atravessar estas regiões localizadas. A modelagem sugere que essas heterogeneidades representam detritos composicionalmente distintos, preservados devido à ausência de placas tectônicas em Marte e seu interior com convecção lenta, o que impede a homogeneização completa.
Marte possui um núcleo de ferro e níquel que está pelo menos parcialmente fundido, com a presença potencial de um núcleo interno sólido. Este núcleo constitui aproximadamente metade do raio de Marte, medindo entre 1.650 e 1.675 km, e é caracterizado por um enriquecimento em elementos leves, incluindo enxofre, oxigênio, carbono e hidrogênio. Estima-se que as temperaturas centrais variem de 2.000 a 2.400 K, significativamente mais baixas do que as 5.400 a 6.230 K registradas para o núcleo interno sólido da Terra. A existência de um núcleo interno sólido em Marte continua a ser uma área ativa de investigação científica. Uma investigação de 2023 utilizando dados do módulo de pouso InSight indicou a ausência de tal núcleo. No entanto, um estudo subsequente de 2025, reanalisando os mesmos dados, relatou a detecção de um núcleo interno sólido com um raio de 613 quilômetros (381 milhas) ± 67 quilômetros (42 milhas).
Geologia de superfície
Como planeta terrestre, Marte possui uma superfície composta por minerais contendo silício, oxigênio, metais e outros elementos formadores de rochas comuns. A superfície marciana consiste predominantemente em basalto toleítico; no entanto, certas áreas exibem maior teor de sílica do que o basalto típico, assemelhando-se potencialmente a rochas andesíticas terrestres ou vidro de sílica. Regiões de baixo albedo indicam concentrações de feldspato plagioclásio, com áreas de baixo albedo ao norte mostrando especificamente níveis elevados de silicatos de folha e vidro com alto teor de silício. Quantidades detectáveis de piroxênios com alto teor de cálcio estão presentes em partes das terras altas do sul. Além disso, foram identificadas concentrações localizadas de hematita e olivina. Uma parte significativa da superfície é extensivamente coberta por poeira fina de óxido de ferro (III).
Dados adquiridos pela sonda Phoenix revelaram que o solo marciano é ligeiramente alcalino e contém elementos como magnésio, sódio, potássio e cloro. Esses elementos, essenciais para o crescimento das plantas, também estão presentes nos solos terrestres. As experiências do Lander demonstraram ainda que o solo marciano apresenta um pH básico de 7,7 e contém 0,6% de perclorato em peso, concentrações consideradas tóxicas para os seres humanos.
As faixas lineares são predominantes em toda a superfície marciana, com novas formações frequentemente observadas nas encostas íngremes de crateras, depressões e vales. Inicialmente escuras, essas listras clareiam progressivamente com o tempo. Originadas de pequenos pontos, essas feições podem se estender por centenas de metros. As observações indicam que muitas vezes se adaptam aos contornos de pedras e outras obstruções. As hipóteses predominantes sugerem que essas faixas representam material subterrâneo mais escuro exposto por avalanches de poeira brilhante ou por redemoinhos. Explicações alternativas também foram propostas, abrangendo mecanismos que envolvem água ou mesmo a proliferação de organismos.
Os níveis médios de radiação ambiental na superfície marciana são de aproximadamente 0,64 milisieverts por dia, o que é consideravelmente inferior aos 1,84 milisieverts por dia (ou 22 milirads por dia) experimentados durante o trânsito de e para Marte. Em contraste, os níveis de radiação na órbita baixa da Terra, onde estão situadas as estações espaciais, são em média cerca de 0,5 milisieverts por dia. Hellas Planitia registra a radiação superficial mais baixa, aproximadamente 0,342 milisieverts por dia. Nesta região, os tubos de lava a sudoeste de Hadriacus Mons poderiam potencialmente exibir níveis tão baixos quanto 0,064 milisieverts por dia, um valor comparável à exposição à radiação durante voos terrestres.
Características magnéticas
Apesar da ausência de um campo magnético global estruturado em Marte, dados observacionais indicam magnetização localizada dentro da crosta do planeta, implicando uma história de inversões de polaridade alternadas no seu antigo campo dipolo. Esta assinatura paleomagnética, presente em minerais magneticamente suscetíveis, assemelha-se às bandas alternadas observadas na crosta oceânica terrestre. Uma hipótese, inicialmente proposta em 1999 e posteriormente reavaliada em Outubro de 2005 com dados do Mars Global Surveyor, postula que estas bandas magnéticas significam actividade tectónica de placas em Marte há aproximadamente quatro mil milhões de anos, precedendo a cessação do dínamo planetário e a subsequente dissipação do campo magnético do planeta.
Geografia marciana e características da superfície
Embora reconhecidos principalmente por sua cartografia lunar, Johann Heinrich von Mädler e Wilhelm Beer são considerados os areógrafos pioneiros. As suas contribuições iniciais envolveram a confirmação da permanência da maioria das características da superfície marciana e o cálculo preciso do período de rotação do planeta. Em 1840, Mädler sintetizou uma década de observações para produzir o mapa inaugural de Marte.
As características da superfície marciana derivam sua nomenclatura de diversas origens. As características do Albedo são normalmente designadas com nomes da mitologia clássica. Crateras com mais de 50 quilômetros de diâmetro são nomeadas em homenagem a cientistas, escritores e outros indivíduos falecidos que avançaram significativamente nos estudos marcianos. Por outro lado, crateras menores recebem nomes de cidades e vilarejos em todo o mundo com populações inferiores a 100.000 habitantes. Vales extensos têm nomes derivados dos termos 'Marte' ou 'estrela' em diferentes línguas, enquanto vales menores recebem nomes de rios terrestres.
Muitas características extensas de albedo mantêm suas designações históricas, embora estas sejam frequentemente revisadas para incorporar a compreensão contemporânea de suas características. Por exemplo, Nix Olympica (que significa 'as neves do Olimpo') foi reclassificada como Olympus Mons ('Monte Olimpo'). Da Terra, a superfície marciana parece bifurcada em duas regiões distintas caracterizadas por albedo variável. As planícies mais claras, compostas de poeira e areia ricas em óxidos de ferro avermelhados, foram historicamente percebidas como 'continentes' marcianos e consequentemente denominadas, por exemplo, Arabia Terra (terra da Arábia) ou Amazonis Planitia (planície amazônica). Por outro lado, as feições mais escuras foram inicialmente interpretadas como mares, levando a designações como Mare Erythraeum, Mare Sirenum e Aurorae Sinus. Syrtis Major Planum representa a característica escura mais proeminente observável da Terra. A calota polar norte permanente é designada Planum Boreum, enquanto sua contraparte sul é conhecida como Planum Australe. Embora o equador de Marte seja definido rotacionalmente, seu Meridiano Principal, análogo ao Meridiano de Greenwich da Terra, foi estabelecido através da seleção de um ponto de referência arbitrário. Mädler e Beer designaram inicialmente uma linha específica para este propósito nos seus mapas marcianos de 1830. Seguindo as imagens abrangentes fornecidas pela espaçonave Mariner 9 em 1972, Merton E. Davies, Harold Masursky e Gérard de Vaucouleurs selecionaram uma pequena cratera, posteriormente chamada de Airy-0 e situada dentro do Sinus Meridiani ('Middle Bay' ou 'Meridian Bay'), para definir 0,0° de longitude, alinhando-se com a referência escolhida anteriormente.
Dada a ausência de oceanos e, conseqüentemente, um “nível do mar” em Marte, uma superfície de elevação zero exigia a designação como um dado de referência. Esta referência é chamada de areóide de Marte, fazendo uma analogia com o geóide da Terra. A altitude zero é especificamente definida como a elevação onde a pressão atmosférica mede 610,5 Pascal (6,105 milibares). Este valor de pressão corresponde ao ponto triplo da água e constitui aproximadamente 0,6% da pressão superficial ao nível do mar da Terra (0,006 atmosferas).
Para fins cartográficos, o Serviço Geológico dos Estados Unidos divide a superfície marciana em trinta quadrantes, cada um nomeado após uma característica proeminente de albedo clássico dentro de seus limites. Em abril de 2023, o The New York Times documentou o lançamento de um mapa global atualizado de Marte, compilado a partir de imagens adquiridas pela espaçonave Hope. Ao mesmo tempo, a NASA publicou um mapa global de Marte significativamente mais detalhado em 16 de abril de 2023.
Vulcanismo marciano
A extensa região montanhosa de Tharsis abriga vários vulcões colossais, notadamente o vulcão escudo Olympus Mons. Este edifício vulcânico se estende por mais de 600 km (370 milhas) de largura. Devido ao seu imenso tamanho e intrincadas estruturas marginais, determinar com precisão a sua altura representa um desafio. O seu relevo local, medido desde a base das falésias ao longo do flanco noroeste até ao cume, ultrapassa os 21 km (13 mi), o que é mais do dobro da altura do Mauna Kea quando medido a partir da sua base oceânica. O diferencial de elevação total das planícies Amazonis Planitia, situadas a mais de 1.000 km (620 milhas) a noroeste, até o pico se aproxima de 26 km (16 milhas), aproximadamente três vezes a altura do Monte Everest, que mede pouco mais de 8,8 quilômetros (5,5 milhas). Consequentemente, o Olympus Mons é classificado como a montanha mais alta ou a segunda mais alta do Sistema Solar; o único candidato conhecido a maior altura é o pico Rheasilvia no asteróide Vesta, estimado em 20–25 km (12–16 mi).
Topografia de impacto
A topografia marciana apresenta uma dicotomia impressionante: as planícies do norte, suavizadas por fluxos de lava, contrastam fortemente com as terras altas do sul, que estão extensamente esburacadas e cheias de crateras por impactos antigos. Hipoteticamente, há aproximadamente quatro mil milhões de anos, o hemisfério norte de Marte pode ter sido impactado por um objeto que varia entre um décimo e dois terços do tamanho da Lua da Terra. Se esta hipótese for correta, o Hemisfério Norte marciano abrigaria uma cratera de impacto medindo 10.600 por 8.500 quilômetros (6.600 por 5.300 milhas), uma área aproximadamente equivalente à Europa, Ásia e Austrália combinadas, excedendo assim a Utopia Planitia e a bacia do Pólo Sul-Aitken da Lua como a maior cratera de impacto conhecida no Sistema Solar.
Marte carrega as cicatrizes de 43.000 impactos. crateras, cada uma com diâmetro de 5 quilômetros (3,1 milhas) ou mais. A cratera exposta mais proeminente é a Hellas, medindo 2.300 quilômetros (1.400 milhas) de largura e atingindo 7.000 metros (23.000 pés) de profundidade, apresentando uma característica de alto albedo distintamente observável da Terra. Outras características de impacto significativas incluem Argyre, com aproximadamente 1.800 quilômetros (1.100 milhas) de diâmetro, e Isidis, medindo cerca de 1.500 quilômetros (930 milhas) de diâmetro. Devido à sua massa e tamanho comparativamente menores, Marte experimenta aproximadamente metade da probabilidade de eventos de impacto em comparação com a Terra. A sua proximidade com a cintura de asteróides, no entanto, aumenta a sua susceptibilidade a impactos de materiais ali originados. Além disso, Marte é impactado com mais frequência por cometas de curto período, ou seja,, aqueles cujas órbitas estão confinadas à de Júpiter.
A morfologia de algumas crateras marcianas sugere que o material subterrâneo ficou saturado de água após o impacto do meteorito.
Características tectônicas
Valles Marineris, um imenso sistema de cânions (latim para 'Vales Mariner', também historicamente referido como Agathodaemon em mapas de canais mais antigos), se estende por 4.000 quilômetros (2.500 milhas) e atinge profundidades de até 7 quilômetros (4,3 milhas). O seu comprimento é comparável a todo o continente europeu, abrangendo aproximadamente um quinto da circunferência de Marte. Em contraste, o Grand Canyon da Terra mede apenas 446 quilómetros (277 milhas) de comprimento e quase 2 quilómetros (1,2 milhas) de profundidade. A formação de Valles Marineris é atribuída ao soerguimento da região de Tharsis, que posteriormente levou ao colapso da crosta nas proximidades do cânion. Uma proposta de 2012 sugeriu que Valles Marineris funciona não apenas como um graben, mas como um limite de placa exibindo 150 quilômetros (93 milhas) de movimento transversal, implicando a existência potencial de um sistema tectônico de duas placas em Marte.
Recursos subterrâneos e cavernas
Dados adquiridos pelo Thermal Emission Imaging System (THEMIS) da sonda Mars Odyssey da NASA identificaram sete potenciais entradas para cavernas situadas nos flancos do vulcão Arsia Mons. Estas cavernas, informalmente designadas como “sete irmãs” e nomeadas em homenagem aos entes queridos dos descobridores, representam aberturas subterrâneas significativas. As entradas para essas cavernas variam de 100 a 252 metros (328 a 827 pés) de largura, com profundidades mínimas estimadas de 73 a 96 metros (240 a 315 pés). Dado que a luz solar não penetra no chão da maioria destas cavernas, as suas profundidades reais podem exceder significativamente estas estimativas iniciais, expandindo-se potencialmente consideravelmente abaixo da superfície. A única exceção é “Dena”, cujo piso é visível e foi medido a uma profundidade de 130 metros (430 pés). O interior dessas formações subterrâneas poderia oferecer proteção contra micrometeoróides, radiação ultravioleta, erupções solares e partículas de alta energia que impactam incessantemente a superfície marciana.
Outras características geológicas
Atmosfera
Marte sofreu a perda da sua magnetosfera há aproximadamente 4 mil milhões de anos, potencialmente como consequência de numerosos impactos de asteróides. Esta ausência permite que o vento solar interaja diretamente com a ionosfera marciana, reduzindo assim a densidade atmosférica ao retirar átomos da camada externa. Ambas as missões Mars Global Surveyor e Mars Express detectaram partículas atmosféricas ionizadas se dissipando no espaço atrás de Marte, um fenômeno atualmente sob investigação pela sonda MAVEN. Comparada com a Terra, a atmosfera marciana é consideravelmente rarefeita. A pressão atmosférica superficial atualmente varia de um mínimo de 30 Pa (0,0044 psi) em Olympus Mons a mais de 1.155 Pa (0,1675 psi) em Hellas Planitia, com uma pressão superficial média de 600 Pa (0,087 psi). O pico de densidade atmosférica em Marte é equivalente ao encontrado a uma altitude de 35 quilômetros (22 milhas) acima da superfície da Terra. Consequentemente, a pressão média da superfície constitui apenas 0,6% dos 101,3 kPa (14,69 psi) da Terra. A altura da escala atmosférica é de aproximadamente 10,8 quilômetros (6,7 milhas), o que excede os 6 quilômetros (3,7 milhas) da Terra devido à gravidade da superfície de Marte ser apenas cerca de 38% da Terra.
A atmosfera marciana é composta de aproximadamente 96% de dióxido de carbono, 1,93% de argônio e 1,89% de nitrogênio, juntamente com vestígios de oxigênio e água. Esta atmosfera é notavelmente poeirenta, contendo partículas com um diâmetro aproximado de 1,5 μm, que conferem uma coloração acastanhada ao céu marciano quando visto da superfície. A presença de partículas de óxido de ferro em suspensão também pode contribuir para uma tonalidade rosa.
Apesar das detecções recorrentes de metano em Marte, um consenso científico definitivo sobre a sua origem permanece indefinido. Uma hipótese sugere que o metano está presente em Marte e apresenta flutuações sazonais na concentração. A existência de metano pode resultar de processos não biológicos, como a serpentinização envolvendo água, dióxido de carbono e o mineral olivina – que é conhecido por ser predominante em Marte – ou, alternativamente, da vida marciana existente.
Em relação à Terra, a maior concentração de CO atmosférico2 e a menor pressão superficial em Marte provavelmente contribuem para o aumento da atenuação sonora, onde as fontes acústicas naturais são escassas, exceto o vento. A análise das gravações acústicas coletadas pelo rover Perseverance indica que a velocidade do som em Marte é de aproximadamente 240 m/s para frequências abaixo de 240 Hz e 250 m/s para frequências mais altas.
Auroras foram observadas em Marte. Dada a falta de um campo magnético global em Marte, as características e a distribuição espacial das suas auroras diferem das da Terra; em vez de ficar predominantemente confinada às regiões polares, uma aurora marciana pode abranger todo o planeta. Em setembro de 2017, a NASA relatou uma duplicação temporária dos níveis de radiação na superfície marciana, que se correlacionou com uma aurora 25 vezes mais brilhante do que qualquer outra registada anteriormente, atribuída a uma tempestade solar intensa e imprevista que ocorreu em meados do mês.
Clima
Marte experimenta estações que se alternam entre os hemisférios norte e sul, de forma análoga à da Terra. Além disso, a órbita de Marte possui uma excentricidade maior em comparação com a da Terra, fazendo com que o periélio ocorra durante o verão do hemisfério sul e o inverno do hemisfério norte, e o afélio coincida com o inverno do hemisfério sul e o verão do hemisfério norte. Consequentemente, as estações do hemisfério sul são mais extremas, enquanto as estações do hemisfério norte são mais amenas do que seriam de outra forma. As temperaturas do verão no sul podem exceder as temperaturas equivalentes do verão no norte em até 30 °C (54 °F).
As temperaturas da superfície marciana flutuam significativamente, variando de mínimas de aproximadamente -110 °C (-166 °F) a máximas de até 35 °C (95 °F) durante o verão equatorial. Esta variação substancial de temperatura é atribuível à capacidade limitada da fina atmosfera de reter o calor solar, à baixa pressão atmosférica (aproximadamente 1% da atmosfera da Terra) e à baixa inércia térmica do solo marciano. O planeta está situado 1,52 vezes mais longe do Sol do que a Terra, resultando em apenas 43% da insolação solar recebida pela Terra.
Marte é o lar das maiores tempestades de poeira do Sistema Solar, com velocidades de vento superiores a 160 km/h (100 mph). Estas tempestades podem variar em escala, desde eventos localizados até sistemas colossais que envolvem todo o planeta. Eles normalmente se manifestam quando Marte está mais próximo do Sol e foi demonstrado que elevam as temperaturas globais. Além disso, processos sazonais levam à formação de coberturas de gelo seco nas calotas polares.
Hidrologia
Embora Marte possua quantidades substanciais de água, a maior parte existe como água gelada coberta de poeira dentro das suas calotas polares. Se o gelo de água na calota polar sul derreter, produzirá volume suficiente para inundar a maior parte da superfície planetária até uma profundidade de 11 metros (36 pés).
A água líquida é incapaz de persistir na superfície marciana devido à pressão atmosférica extremamente baixa do planeta, que constitui menos de 1% da pressão atmosférica da Terra. Somente nas regiões topográficas mais baixas as condições de pressão e temperatura tornam-se adequadas para a existência transitória de água líquida.
Apesar da presença mínima de água na atmosfera, é suficiente para gerar nuvens de gelo de água, várias formas de neve e geada, frequentemente misturadas com neve de gelo seco de dióxido de carbono.
Hidrosfera Antiga
As características geomorfológicas marcianas fornecem evidências convincentes da existência passada de água líquida na superfície do planeta. Aproximadamente 25 extensos trechos lineares de terreno erodido, denominados canais de escoamento, atravessam a superfície. Estas formações são geralmente interpretadas como remanescentes erosivos da descarga catastrófica de água de aquíferos subterrâneos, embora hipóteses alternativas proponham a sua origem a partir de atividade glacial ou vulcânica. Um exemplo proeminente, Ma'adim Vallis, estende-se por 700 quilômetros (430 milhas) de comprimento, ultrapassando significativamente o Grand Canyon, com largura de 20 quilômetros (12 milhas) e profundidades localizadas atingindo 2 quilômetros (1,2 milhas). Acredita-se que esta característica tenha sido esculpida pelo fluxo de água durante os primeiros estágios da história marciana. Estima-se que o mais recente destes canais se tenha formado há apenas alguns milhões de anos.
Noutras regiões, particularmente nos terrenos marcianos mais antigos, intricadas redes de vales dendríticos estão extensivamente distribuídas por porções substanciais da paisagem. As características morfológicas e a disposição espacial destes vales sugerem fortemente a sua formação através do escoamento superficial gerado pela precipitação no início da história marciana. Embora o fluxo de água subterrânea e o esgotamento das águas subterrâneas possam ter contribuído como fatores secundários significativos em certas redes, a precipitação é considerada o principal mecanismo responsável pela incisão em quase todos os casos.
Milhares de feições semelhantes a ravinas terrestres são observadas ao longo de crateras e paredes de cânions. Essas ravinas estão predominantemente localizadas nas terras altas do Hemisfério Sul, orientadas em direção ao Equador e situadas em direção ao pólo de 30° de latitude. Vários investigadores propõem que o seu processo de formação envolve água líquida, provavelmente derivada do derretimento do gelo, enquanto outros defendem mecanismos que envolvem a geada de dióxido de carbono ou o transporte de poeira seca. A ausência de voçorocas parcialmente degradadas devido ao intemperismo e a falta de crateras de impacto sobrepostas sugerem que estas são feições geologicamente recentes, permanecendo potencialmente ativas. Formações geológicas adicionais, incluindo deltas e leques aluviais preservados dentro de crateras, fornecem corroboração adicional para períodos de condições mais quentes e húmidas durante a história antiga de Marte. Estas condições exigem inerentemente a presença extensa de lagos de crateras em uma porção significativa da superfície, uma hipótese apoiada por dados mineralógicos, sedimentológicos e geomorfológicos independentes. Além disso, a detecção de minerais específicos como hematita e goethita, que normalmente precipitam na presença de água, oferece evidências adicionais da existência passada de água líquida na superfície marciana.
Observações históricas e descobertas de evidências hídricas
A detecção espectroscópica da assinatura química do vapor de água em Marte foi estabelecida inequivocamente pela primeira vez em 1963, usando um telescópio baseado na Terra. Em 2004, o rover Opportunity identificou o mineral jarosita. A formação da Jarosita ocorre exclusivamente em ambientes aquosos ácidos, indicando assim a presença passada de água em Marte. O rover Spirit descobriu depósitos concentrados de sílica em 2007, sugerindo condições históricas de umidade, e em dezembro de 2011, o rover Opportunity da NASA localizou gesso, outro mineral formado na presença de água, na superfície. O conteúdo estimado de água no manto superior de Marte, manifestado como íons hidroxila nos minerais marcianos, é comparável ou excede o da Terra, variando de 50 a 300 partes por milhão de água, uma quantidade suficiente para cobrir todo o planeta até uma profundidade de 200–1.000 metros (660–3.280 pés).
Em 18 de março de 2013, a NASA divulgou descobertas de instrumentos a bordo do rover Curiosity, indicando hidratação mineral, especificamente sulfato de cálcio hidratado, em várias amostras de rocha. Essas amostras incluíram fragmentos das rochas "Tintina" e "Sutton Inlier", além de veios e nódulos em outras formações como as rochas "Knorr" e "Wernicke". A análise subsequente feita pelo instrumento Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) do rover revelou água subterrânea, com concentrações de até 4% em massa, estendendo-se até uma profundidade de 60 centímetros (24 polegadas). Esta evidência foi coletada durante a viagem do rover do local de Bradbury Landing até a região de Yellowknife Bay dentro do terreno de Glenelg. Em setembro de 2015, a NASA anunciou ainda evidências substanciais de fluxos de salmoura hidratada dentro de linhas recorrentes de encostas, derivadas de dados espectrômetros de áreas de encostas escurecidas. Estas faixas apresentam fluxo descendente durante o verão marciano, quando as temperaturas excedem os -23 °C, e solidificam em temperaturas mais frias. Estas observações inicialmente corroboraram hipóteses anteriores, baseadas no tempo de formação e nas taxas de crescimento, sugerindo que estas faixas escuras foram causadas pelo fluxo de água subterrâneo. No entanto, pesquisas subsequentes propuseram que estas linhas poderiam, em vez disso, representar fluxos secos e granulares, com a água desempenhando, no máximo, um papel menor na sua iniciação. Consequentemente, uma determinação conclusiva relativamente à presença, extensão e função da água líquida na superfície marciana permanece por resolver.
Uma hipótese predominante entre os investigadores postula que uma porção significativa das planícies baixas do norte do planeta já esteve submersa num oceano com centenas de metros de profundidade, embora esta teoria continue a ser debatida. Em março de 2015, os cientistas estimaram que um oceano marciano tão antigo poderia ter rivalizado com o tamanho do Oceano Ártico da Terra. Esta estimativa foi baseada na comparação da proporção prótio-deutério na atmosfera marciana contemporânea com a da Terra. A abundância de deutério marciana observada (D/H = 9,3 ± 1,7 10−4) é cinco a sete vezes maior que a da Terra (D/H = 1,56 10−4), implicando que o antigo Marte possuía volumes de água substancialmente maiores. Dados anteriores do rover Curiosity também detectaram uma proporção elevada de deutério dentro da cratera Gale, embora não suficientemente alta para indicar definitivamente um antigo oceano. No entanto, outros cientistas aconselham cautela, observando que estas descobertas carecem de confirmação independente e que os actuais modelos climáticos marcianos ainda não demonstram condições passadas suficientemente quentes para sustentar extensas massas de água líquida. Adjacente à calota polar norte fica a cratera Korolev, com 81,4 quilômetros (50,6 milhas) de largura, que o orbitador Mars Express identificou como contendo aproximadamente 2.200 quilômetros cúbicos (530 milhas cúbicas) de gelo de água.
Em novembro de 2016, a NASA anunciou a descoberta de um reservatório substancial de gelo subterrâneo na região de Utopia Planitia. O volume estimado desta água detectada é comparável ao do Lago Superior, que contém 12.100 quilômetros cúbicos. Além disso, entre 2018 e 2021, o ExoMars Trace Gas Orbiter identificou evidências de água, provavelmente na forma de gelo subterrâneo, dentro do sistema de cânions Valles Marineris.
Movimento orbital
Marte mantém uma distância orbital média de aproximadamente 230 milhões de quilômetros (143 milhões de milhas) do Sol, completando uma órbita em 687 dias terrestres. Um dia solar marciano, ou sol, é ligeiramente mais longo que um dia terrestre, durando 24 horas, 39 minutos e 35,244 segundos. Conseqüentemente, um ano marciano equivale a 1,8809 anos terrestres, ou 1 ano, 320 dias e 18,2 horas. A diferença de potencial gravitacional e, portanto, o delta-v necessário para a transferência interplanetária entre Marte e a Terra, é a segunda mais baixa entre os corpos do sistema solar em relação à Terra.
Marte exibe uma inclinação axial de 25,19° em relação ao seu plano orbital, um valor comparável à inclinação axial da Terra. Esta semelhança resulta na presença de estações distintas em Marte, análogas às da Terra, embora quase duas vezes mais longas devido ao extenso período orbital de Marte. Atualmente, o pólo norte marciano está orientado na proximidade da estrela Deneb.
Marte possui uma excentricidade orbital notavelmente pronunciada, aproximadamente 0,09, que é superada apenas por Mercúrio entre os outros sete planetas do Sistema Solar. Dados astronômicos históricos indicam que a órbita de Marte era consideravelmente mais circular no passado. Por exemplo, há 1,35 milhões de anos terrestres, a sua excentricidade era de aproximadamente 0,002, significativamente inferior à excentricidade atual da Terra. O ciclo da excentricidade orbital de Marte abrange 96.000 anos terrestres, em contraste com o ciclo de 100.000 anos da Terra.
A maior aproximação de Marte à Terra, conhecida como oposição, ocorre dentro de um período sinódico de 779,94 dias. Este fenómeno não deve ser confundido com uma conjunção de Marte, que descreve uma configuração onde a Terra e Marte estão posicionados em lados opostos do Sistema Solar, formando um alinhamento colinear com o Sol. Embora o intervalo médio entre sucessivas oposições marcianas, o seu período sinódico, seja de 780 dias, a duração real pode variar de 764 a 812 dias. A distância durante estas aproximações varia de aproximadamente 54 a 103 milhões de km (34 a 64 milhões de milhas), uma variabilidade atribuída à natureza elíptica das órbitas de ambos os planetas, afetando consequentemente o seu tamanho angular aparente. Por outro lado, na sua separação máxima, Marte e a Terra podem estar até 401 milhões de km (249 milhões de milhas) de distância um do outro. A oposição marciana em relação à Terra ocorre aproximadamente a cada 2,1 anos. Notavelmente, as oposições que coincidiram com o periélio de Marte ocorreram em 2003, 2018 e 2035, com os eventos de 2020 e 2033 exibindo uma proximidade particularmente próxima da oposição periélica.
Marte exibe uma magnitude aparente média de +0,71, com um desvio padrão de 1,05. Devido à excentricidade da órbita de Marte, sua magnitude durante a oposição do Sol pode variar entre aproximadamente -3,0 e -1,4. O brilho mínimo do planeta, registrado em magnitude +1,86, ocorre quando ele está próximo do afélio e em conjunção com o Sol. Quando está no seu ponto mais brilhante, Marte, ao lado de Júpiter, fica atrás apenas de Vênus em termos de luminosidade aparente. Normalmente, Marte apresenta uma tonalidade distinta de amarelo, laranja ou vermelho. Na sua distância máxima da Terra, Marte está sete vezes mais remoto do que durante a sua maior aproximação. As condições ideais de visualização de Marte, caracterizadas pela sua proximidade, geralmente ocorrem uma ou duas vezes em ciclos de 15 ou 17 anos. Mesmo durante as aproximações mais próximas da Terra e de Marte, os telescópios ópticos terrestres são normalmente limitados a resolver características com aproximadamente 300 quilómetros (190 milhas) de tamanho, principalmente devido à interferência atmosférica na Terra.
Ao aproximar-se da oposição, Marte inicia uma fase de movimento retrógrado, durante a qual parece percorrer para trás numa trajetória circular em relação ao campo estelar de fundo. Este período retrógrado estende-se por aproximadamente 72 dias, com Marte atingindo o seu brilho aparente máximo a meio deste intervalo.
Satélites
Marte possui dois satélites naturais comparativamente pequenos, Fobos (aproximadamente 22 km (14 milhas) de diâmetro) e Deimos (aproximadamente 12 km (7,5 milhas) de diâmetro), que orbitam o planeta a distâncias de 9.376 km (5.826 milhas) e 23.460 km (14.580 milhas), respectivamente. A génese destas luas permanece incerta, embora uma hipótese predominante postule a sua origem como asteróides capturados gravitacionalmente na órbita marciana.
Esses dois satélites foram descobertos em 1877 por Asaph Hall e posteriormente nomeados em homenagem aos gêmeos mitológicos gregos Fobos (a personificação do pânico e do medo) e Deimos (a personificação do terror e do pavor), que serviram como companheiros de combate de seu pai Ares, o deus da guerra. Marte, a divindade romana, é a contrapartida do Ares grego. No grego contemporâneo, o planeta continua a ser referido pela sua antiga designação, Ares (Aris: Άρης).
Observado a partir da superfície marciana, a dinâmica orbital de Fobos e Deimos diverge significativamente daquela da Lua da Terra. Fobos exibe um movimento anômalo, subindo no oeste, pondo-se no leste e reaparecendo em um intervalo de apenas 11 horas. Deimos, posicionado logo além de uma órbita síncrona – um estado onde o seu período orbital se alinharia com o período rotacional do planeta – ascende previsivelmente no leste, embora a um ritmo reduzido. Dado que a órbita de Fobos se encontra abaixo de uma altitude síncrona, as forças das marés marcianas estão diminuindo progressivamente o seu raio orbital. Dentro de aproximadamente 50 milhões de anos, prevê-se que Fobos impacte a superfície marciana ou se desintegre, formando um sistema de anéis ao redor do planeta.
A gênese desses dois satélites permanece incompletamente compreendida. Seu baixo albedo e composição, característicos dos condritos carbonáceos, foram interpretados como indicativos de origens asteroidais, dando assim credibilidade a uma hipótese de captura. A órbita inerentemente instável de Fobos sugere ainda um evento de captura relativamente recente. No entanto, ambos os satélites mantêm órbitas circulares próximas do equador marciano, uma configuração atípica para corpos capturados, e a dinâmica de captura necessária é inerentemente complexa. Embora a acreção durante os primeiros estágios da história marciana apresente um mecanismo de formação plausível, ela não explicaria adequadamente uma composição mais semelhante aos asteróides do que ao próprio Marte, assumindo que tal semelhança de composição seja fundamentada. Além disso, supõe-se que Marte possua luas não descobertas, potencialmente variando de 50 a 100 metros (160 a 330 pés) de diâmetro, e prevê-se que um anel de poeira resida na região orbital entre Fobos e Deimos.
Uma terceira hipótese relativamente à sua origem como satélites marcianos envolve a participação de um corpo celeste adicional ou uma forma de perturbação por impacto. Evidências mais recentes, indicando que Fobos possui um interior altamente poroso e uma composição principalmente de filossilicatos e outros minerais encontrados em Marte, sugerem que Fobos se originou de material ejetado por um impacto marciano que posteriormente foi recriado em órbita, espelhando a teoria predominante para a lua da Terra. Embora os espectros do visível e do infravermelho próximo (VNIR) das luas de Marte se assemelhem aos dos asteróides do cinturão externo, os espectros do infravermelho térmico de Fobos foram relatados como inconsistentes com qualquer classe de condritos. Alternativamente, Fobos e Deimos podem representar fragmentos de uma lua maior e mais antiga, formada a partir de detritos após um impacto significativo em Marte, que foi então destruída por um impacto mais recente naquele satélite.
Mais recentemente, um estudo de investigação multinacional propôs a existência passada de uma lua perdida, estimada em pelo menos quinze vezes o tamanho de Fobos. Através da análise de formações geológicas em Marte indicativas de processos de marés, levanta-se a hipótese de que estas marés podem ter sido reguladas por esta antiga lua.
Observações e exploração humana
O registo histórico das observações marcianas é caracterizado por oposições, períodos em que o planeta está mais próximo da Terra e, portanto, mais facilmente visível, ocorrendo aproximadamente a cada dois anos. Particularmente dignas de nota são as oposições periélicas, caracterizadas pela proximidade de Marte ao seu periélio, o que resulta numa aproximação ainda mais próxima da Terra.
Observações antigas
Os antigos sumérios designavam Marte como Nergal, a divindade da guerra e da peste. Durante a era suméria, Nergal teve uma importância menor, mas em períodos posteriores, seu principal centro de culto foi estabelecido em Nínive. Os textos mesopotâmicos identificam Marte como a "estrela do julgamento do destino dos mortos". Os antigos astrônomos egípcios também documentaram Marte como um objeto celestial errante e, em 1534 aC, reconheceram o movimento retrógrado do planeta. Durante o Império Neobabilónico, os astrónomos babilónicos registaram meticulosamente as posições planetárias e observaram sistematicamente o seu comportamento. Para Marte, determinaram que o planeta completava 37 períodos sinódicos, ou 42 circuitos do zodíaco, a cada 79 anos, e desenvolveram métodos aritméticos para pequenas correções nas posições planetárias previstas. Na Grécia Antiga, o planeta era conhecido como Πυρόεις. A denominação grega comum para o planeta agora identificado como Marte era Ares. Posteriormente, os romanos deram o nome de Marte, em homenagem ao seu deus da guerra, frequentemente simbolizado pela espada e pelo escudo associados ao homônimo do planeta.
No século IV a.C., Aristóteles observou uma ocultação de Marte pela Lua, inferindo que o planeta estava situado a uma distância maior. Ptolomeu, um estudioso grego residente em Alexandria, esforçou-se por modelar o movimento orbital de Marte. O modelo astronômico de Ptolomeu e seu abrangente corpo de trabalho foram compilados em uma coleção de vários volumes mais tarde denominada Almagesto (derivado do árabe para "maior"), que serviu como o tratado oficial sobre astronomia ocidental durante os quatorze séculos subsequentes. A antiga literatura chinesa confirma que Marte foi reconhecido pelos astrônomos chineses o mais tardar no século IV aC. Nas culturas do Leste Asiático, Marte é convencionalmente denominado "estrela de fogo" (火星), consistente com o sistema Wuxing.
Observações dos primeiros tempos modernos
Em 1609, Johannes Kepler publicou uma investigação de uma década sobre a órbita marciana, utilizando as medições de Tycho Brahe da paralaxe diurna de Marte para estabelecer um cálculo preliminar da distância relativa do planeta. A partir das observações de Brahe sobre Marte, Kepler deduziu que o planeta percorreu um caminho elíptico, em vez de circular, em torno do Sol. Além disso, Kepler demonstrou que a velocidade orbital de Marte aumentava à medida que se aproximava do Sol e diminuía quando se afastava, um fenómeno posteriormente elucidado pelos físicos como uma manifestação da conservação do momento angular.
A aplicação astronômica inicial de um telescópio, abrangendo observações de Marte, foi conduzida pelo astrônomo italiano Galileo Galilei em 1610. Posteriormente, a paralaxe diurna de Marte foi medida novamente usando um telescópio para determinar a distância Sol-Terra, um feito realizado pela primeira vez por Giovanni Domenico Cassini em 1672. No entanto, a precisão dessas primeiras medições de paralaxe foi limitada pela qualidade rudimentar do instrumentação disponível. Notavelmente, a única ocultação registrada de Marte por Vênus ocorreu em 13 de outubro de 1590 e foi observada por Michael Maestlin em Heidelberg.
"Canais" marcianos
Durante o século XIX, os avanços na resolução dos telescópios permitiram a identificação de características da superfície marciana. Uma oposição periélica de Marte ocorreu em 5 de setembro de 1877, levando o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli a utilizar um telescópio de 22 centímetros (8,7 pol.) Em Milão para a criação do primeiro mapa abrangente de Marte. Este mapa representava claramente características que ele designou como canali, que, além do cânion natural Valles Marineris, foram posteriormente determinadas como ilusões de ótica. Esses supostos canais foram descritos como extensas formações lineares na superfície marciana, às quais Schiaparelli atribuiu nomes de rios terrestres proeminentes. Embora seu termo original signifique "canais" ou "ranhuras", ele foi traduzido de forma ampla e imprecisa em inglês como "canais".
Inspirado por estas observações, o orientalista Percival Lowell estabeleceu um observatório equipado com telescópios de 30 e 45 centímetros (12 e 18 polegadas). Esta instalação foi dedicada à exploração marciana durante a oposição ideal de 1894 e subsequentes alinhamentos menos favoráveis. Lowell é autor de vários livros influentes sobre Marte e a potencial vida extraterrestre, impactando significativamente a percepção do público. Os canali também foram relatados de forma independente por outros astrônomos, incluindo Henri Joseph Perrotin e Louis Thollon em Nice, que empregaram um dos maiores telescópios da época.
As variações sazonais observadas, caracterizadas pela recessão das calotas polares e pelo surgimento de regiões escuras durante os verões marcianos, juntamente com a presença de "canais", alimentaram extensas especulações sobre a vida em Marte. Durante um longo período, acreditou-se amplamente que Marte abrigava vastos mares e vegetação. No entanto, com a implantação de telescópios cada vez maiores, o número de canais longos e retos observados diminuiu. Notavelmente, durante as observações de Antoniadi em 1909, usando um telescópio de 84 centímetros (33 polegadas), foram identificados padrões irregulares de superfície, mas nenhum canali foi discernível.
Exploração inicial da espaçonave
A Mars 1 da União Soviética representou a nave espacial inaugural lançada pela Terra com destino a Marte, executando um sobrevoo em 1963, embora a comunicação tenha sido perdida durante o seu trânsito. Posteriormente, a Mariner 4 da NASA tornou-se a primeira nave espacial a transmitir com sucesso dados de Marte. Lançada em 28 de novembro de 1964, alcançou sua aproximação planetária mais próxima em 15 de julho de 1965. A Mariner 4 identificou um fraco cinturão de radiação marciano, com aproximadamente 0,1% da força da Terra, e adquiriu as primeiras imagens do espaço profundo de outro planeta.
A chegada de uma espaçonave a Marte durante as décadas de 1960 e 1970 desafiou fundamentalmente inúmeras percepções pré-existentes do planeta. Após os resultados das experiências de detecção de vida Viking, o consenso científico prevalecente mudou para a hipótese de um planeta geologicamente inactivo. Os dados adquiridos do Mariner 9 e do Viking facilitaram a criação de mapas marcianos mais precisos.
Retomada da Exploração
Entre o desligamento da Viking 1 em 1982 e 1997, Marte foi o destino de apenas três sondas malsucedidas: Phobos 1 (1988) e Mars Observer (1993), que realizaram sobrevôos sem estabelecer contato, e Phobos 2 (1989), que experimentou um mau funcionamento orbital antes de atingir seu alvo pretendido, Phobos.
Em 1997, a Mars Pathfinder alcançou a distinção como a primeira missão bem-sucedida do rover além da Lua. Esta missão, juntamente com a Mars Global Surveyor (operacional até finais de 2006), iniciou uma presença robótica contínua e activa em Marte que persiste até aos dias de hoje. Estas missões geraram mapas abrangentes e altamente detalhados da topografia marciana, do seu campo magnético e da composição mineral da superfície.
Após estas missões pioneiras, uma gama diversificada de naves espaciais avançadas não tripuladas, incluindo orbitadores, sondas e rovers, foi enviada para Marte. Missões bem-sucedidas foram conduzidas pela NASA (Estados Unidos), JAXA (Japão), ESA, Reino Unido, ISRO (Índia), Roscosmos (Rússia), Emirados Árabes Unidos e CNSA (China). Estes esforços visam investigar a superfície, o clima e a geologia do planeta, elucidando assim os componentes históricos e os processos dinâmicos da hidrosfera marciana, bem como possíveis evidências de vida antiga.
Missões em andamento
Em 2023, Marte abrigará dez espaçonaves operacionais.
Atualmente, oito espaçonaves operacionais estão orbitando Marte: 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter, o orbitador Hope e o Tianwen-1 orbiter.
Além disso, dois rovers estão ativos na superfície marciana: o Mars Science Laboratory Curiosity e o Perseverance.
Mapas marcianos abrangentes podem ser acessados on-line por meio de diversas plataformas, como o Google Mars. A NASA oferece dois recursos digitais dedicados: Mars Trek, que apresenta visualizações planetárias derivadas de cinco décadas de dados exploratórios, e Experience Curiosity, uma simulação interativa que permite aos usuários navegar em Marte em 3D com o rover Curiosity.
Missões Futuras
As próximas missões visando Marte abrangem:
- Nave espacial EscaPADE da NASA, com lançamento previsto para 13 de novembro de 2025.
- A missão rover Rosalind Franklin, cujo objetivo era detectar evidências de vida antiga, inicialmente prevista para ser lançada em 2018, mas sofreu vários adiamentos, com seu primeiro lançamento previsto agora marcado para 2028. A iniciativa recebeu financiamento renovado e foi reiniciada em 2024.
- Um conceito de missão colaborativa NASA-ESA, focado na recuperação de amostras marcianas, está atualmente previsto para lançamento em 2026.
- A Tianwen-3 da China, uma missão projetada para devolução de amostras, está prevista para ser lançada em 2028 ou 2030.
Em fevereiro de 2024, os detritos acumulados de tais missões ultrapassavam sete toneladas, compreendendo principalmente naves espaciais acidentadas e extintas, juntamente com componentes alijados.
Em abril de 2024, a NASA contratou várias entidades comerciais para conduzir estudos sobre a prestação de serviços que promoveriam os esforços científicos robóticos em Marte. As principais áreas de foco abrangem infraestrutura de telecomunicações, transporte de carga útil e recursos de imagem de superfície.
Habitabilidade e potencial para habitação humana
No final do século XIX, a comunidade astronómica presumia em grande parte que Marte possuía atributos propícios à vida, como oxigénio e água. No entanto, em 1894, W. W. Campbell, do Observatório Lick, relatou que "se vapor de água ou oxigênio ocorrer na atmosfera de Marte, eles serão em quantidades pequenas demais para serem detectadas pelos espectroscópios então disponíveis". Esta descoberta desafiou inúmeras medições contemporâneas e inicialmente encontrou ceticismo. Campbell e V. M. Slipher replicaram a investigação em 1909, empregando instrumentação aprimorada, mas produziram conclusões idênticas. A noção predominante da habitabilidade de Marte semelhante à da Terra não foi definitivamente refutada até que W. S. Adams corroborou essas descobertas em 1925. Apesar disso, as publicações sobre a biologia marciana persistiram até a década de 1960, muitas vezes atribuindo mudanças sazonais marcianas a processos biológicos, em vez de explicações alternativas. vida – prioriza planetas com água líquida na superfície. Isso normalmente requer uma órbita planetária dentro da zona habitável, que, para o Sol, estima-se que se estenda da órbita da Terra até aproximadamente a de Marte. Embora Marte entre brevemente nesta zona durante o periélio, a sua atmosfera tênue e de baixa pressão impede a presença sustentada de água líquida em áreas extensas. Evidências históricas do fluxo de água líquida em Marte indicam o seu potencial passado para habitabilidade. No entanto, descobertas recentes propõem que qualquer água superficial marciana existente pode ter sido excessivamente salina e ácida para sustentar formas de vida terrestre típicas.
As condições ambientais marcianas apresentam obstáculos significativos ao sustento da vida orgânica. O planeta exibe uma transferência mínima de calor em toda a sua superfície, possui proteção inadequada contra o bombardeio do vento solar devido à ausência de uma magnetosfera e carece de pressão atmosférica suficiente para manter a água no estado líquido, fazendo com que ela se sublime diretamente em gás. Marte parece ser em grande parte, senão totalmente, geologicamente inerte; a cessação da atividade vulcânica aparentemente interrompeu a reciclagem crucial de produtos químicos e minerais entre a superfície e o interior do planeta.
Evidências planetárias indicam que Marte já foi substancialmente mais propício à vida do que seu estado atual; no entanto, a existência passada de organismos vivos permanece uma questão não resolvida. As sondas Viking de meados da década de 1970 conduziram experiências destinadas a identificar microrganismos no solo marciano nos seus respectivos locais de aterragem e produziram indicações positivas, tais como uma elevação transitória na geração de CO§34§ após exposição a água e soluções nutritivas. Estas descobertas iniciais foram posteriormente contestadas pela comunidade científica, iniciando um discurso contínuo. Notavelmente, o cientista da NASA Gilbert Levin afirma que as missões Viking podem de facto ter detectado actividade biológica. Um exame de 2014 do meteorito marciano EETA79001 revelou íons clorato, perclorato e nitrato presentes em concentrações altas o suficiente para implicar sua distribuição generalizada por Marte. A radiação ultravioleta e de raios X converteria esses íons clorato e perclorato em compostos de oxicloro altamente reativos, sugerindo assim que quaisquer moléculas orgânicas existentes necessitariam de enterramento subterrâneo para preservação. Por outro lado, estes compostos poderiam ser continuamente regenerados através da atividade vulcânica ou de outros mecanismos geológicos, como a serpentinização. O vidro de impacto, um material gerado por impactos de meteoritos e conhecido na Terra pela sua capacidade de preservar bioassinaturas, também foi identificado em crateras de impacto marcianas. Da mesma forma, este vidro de impacto em Marte poderia potencialmente ter encapsulado evidências de vida, assumindo a sua presença no local do impacto.
Em junho de 2024, a rocha Cheyava Falls, identificada em Marte, foi classificada pela NASA como uma "bioassinatura potencial". O rover Perseverance posteriormente adquiriu uma amostra central para potencial transporte para a Terra e análise abrangente. Embora altamente convincentes, os dados existentes impedem uma determinação conclusiva sobre a gênese biológica ou abiótica da rocha.
Propostas para Missões Humanas
Numerosas propostas para missões tripuladas a Marte foram apresentadas; no entanto, nenhum ainda foi realizado. A Lei de Autorização da NASA de 2017 exigiu um estudo de viabilidade para uma missão tripulada a Marte no início da década de 2030, o que posteriormente determinou que tal esforço era impraticável. Além disso, em 2021, a China articulou planos para uma missão tripulada a Marte visando 2033. Entidades privadas, incluindo a SpaceX, apresentaram iniciativas semelhantes para expedições humanas a Marte, com o objectivo final de colonização planetária. Em 2024, a SpaceX avançou no desenvolvimento do seu veículo de lançamento Starship, projetado especificamente para a colonização de Marte. Segundo planos divulgados pela empresa em abril de 2024, Elon Musk projeta o estabelecimento de uma colônia marciana nas próximas duas décadas. Este ambicioso empreendimento dependeria da produção em massa de veículos Starship, do apoio logístico inicial da Terra e da implementação da utilização de recursos in-situ em Marte, visando em última análise a completa auto-suficiência da colónia. Prevê-se que as futuras missões humanas a Marte se alinhem com a janela de lançamento ideal, que ocorre aproximadamente a cada 26 meses. Fobos, uma das luas de Marte, foi sugerida como uma âncora potencial para um elevador espacial. Além das agências espaciais governamentais e das empresas aeroespaciais privadas, organizações como a The Mars Society e a The Planetary Society defendem ativamente a exploração humana de Marte.
Significância Cultural
Marte deriva seu nome do deus romano da guerra (Ares na mitologia grega) e foi adicionalmente ligado ao semideus Hércules (Hércules romano) pelos antigos astrônomos gregos, conforme documentado por Aristóteles. Esta associação marcial de Marte origina-se pelo menos na astronomia babilônica, onde o planeta foi designado em homenagem a Nergal, a divindade da guerra e da destruição. Esta ligação temática perdurou na cultura contemporânea, nomeadamente exemplificada pela suite orquestral de Gustav Holst Os Planetas, na qual o proeminente primeiro movimento caracteriza Marte como "O Portador da Guerra". O símbolo astronômico do planeta, representando um círculo com uma lança apontando para cima e para a direita, também serve como uma representação convencional para o gênero masculino. A proveniência deste símbolo estende-se pelo menos até ao século XI, com um potencial precursor identificado nos papiros gregos de Oxyrhynchus.
Durante o final do século XIX, o conceito de Marte ser habitado por seres inteligentes ganhou força considerável. As observações de Schiaparelli sobre "canali", juntamente com os extensos escritos de Percival Lowell, popularizaram a percepção de Marte como um planeta dessecante, resfriado e moribundo, lar de civilizações antigas envolvidas na construção de elaborados sistemas de irrigação. Numerosas outras observações e pronunciamentos de figuras proeminentes alimentaram ainda mais o que ficou conhecido como "Febre de Marte". O mapeamento contemporâneo de alta resolução da superfície marciana não produziu nenhuma evidência de estruturas artificiais ou habitação; no entanto, persistem conjecturas pseudocientíficas sobre a vida inteligente em Marte. Ecoando as observações de canali, estas especulações derivam frequentemente de interpretações de características de pequena escala identificadas em imagens de naves espaciais, incluindo supostas "pirâmides" e a "Face de Marte". O astrónomo planetário Carl Sagan, na sua obra Cosmos, articulou este fenómeno, afirmando: "Marte tornou-se uma espécie de arena mítica na qual projectámos as nossas esperanças e medos terrestres."
A representação de Marte nas narrativas ficcionais foi significativamente influenciada pela sua distinta tonalidade vermelha e pelas hipóteses científicas do século XIX que sugeriam que as condições da sua superfície poderiam sustentar não só a vida, mas também civilizações inteligentes. Este terreno fértil levou a numerosos trabalhos de ficção científica que exploram estes temas, incluindo A Guerra dos Mundos, de H. G. Wells, onde os marcianos tentam fugir do seu mundo moribundo invadindo a Terra; As Crônicas Marcianas, de Ray Bradbury, retratando exploradores humanos erradicando inadvertidamente uma civilização marciana; a série Barsoom de Edgar Rice Burroughs; o romance de 1938 de C. S. Lewis, Out of the Silent Planet; e várias histórias de Robert A. Heinlein publicadas antes de meados da década de 1960. Posteriormente, as representações marcianas se expandiram para a mídia animada. Marvin, o Marciano, um personagem de quadrinhos inteligente, estreou em Haredevil Hare (1948) nos desenhos animados Looney Tunes da Warner Brothers e desde então mantém um papel de destaque na cultura popular. Após os dados devolvidos pelas naves espaciais Mariner e Viking, que retratavam Marte como um mundo árido e desprovido de canais, as noções anteriores sobre o planeta foram largamente descartadas. Embora essas novas descobertas científicas inicialmente tenham apresentado uma limitação criativa para muitos escritores de ficção científica, a compreensão pós-Viking de Marte serviu, em última análise, como uma nova fonte de inspiração para obras como a trilogia Marte de Kim Stanley Robinson.
Astronomia em Marte
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Notas
Referências
Weinersmith, K., & Weinersmith, Z. (2023). Uma cidade em Marte: podemos resolver o espaço, devemos resolver o espaço, e será que realmente pensamos nisso? Nova York: Penguin Press. ISBN 978-1-9848-8172-4.
- Weinersmith K, Weinersmith Z (2023). Uma cidade em Marte: podemos resolver o espaço, devemos resolver o espaço, e será que realmente pensamos nisso?. Nova York: Penguin Press. ISBN 978-1-9848-8172-4.Shindell, M. (2023). Pelo amor de Marte: Uma história humana do planeta vermelho. Chicago; Londres: The University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-82189-4.
- Mars Trek, um navegador integrado de mapas e conjuntos de dados de Marte
- Primeira imagem televisiva de Marte (15 de julho de 1965), CNN News; 15 de julho de 2023