Resumo:
Os cientistas descobriram que pode haver uma enorme diferença de temperatura dentro de Marte que não tinha sido reconhecida antes: a temperatura no subsolo no hemisfério sul pode ser 200 a 400 graus Celsius mais elevada do que no hemisfério norte, e parte do manto no hemisfério sul pode estar num estado parcialmente fundido. Esta descoberta não só fornece novas pistas para explicar as enormes diferenças geológicas de longa data entre os hemisférios norte e sul na superfície de Marte, mas também pode ajudar os cientistas a re-compreender o campo magnético inicial, o ciclo da água e a história da evolução geológica de Marte.
A pesquisa foi liderada pelo ex-aluno da Caltech, Alexander Byrne. Byrne, que desenvolveu um método para usar pequenas mudanças na gravidade de um planeta para inferir sua estrutura interna quando era estudante de doutorado na Caltech, passou para uma bolsa de pós-doutorado na Universidade do Arizona. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista “Nature” em 26 de agosto de 2026.
Uma das características mais marcantes de Marte são as diferenças extremamente óbvias entre os hemisférios norte e sul. O hemisfério sul é dominado por planaltos, montanhas e densas crateras de impacto antigas, e a elevação geral da superfície é maior; o hemisfério norte é composto principalmente por planícies baixas, planas e relativamente jovens. Os cientistas já sabem há muito tempo sobre este fenómeno, conhecido como “dicotomia crustal”, mas nunca foi explicado de forma satisfatória como exactamente esta enorme diferença é formada.
As pesquisas mais recentes mostram que esta diferença norte-sul pode não parar na superfície de Marte, mas se estender até as profundezas de Marte. Através da análise das mudanças gravitacionais no interior de Marte, os investigadores descobriram que a estrutura interna do subsolo no hemisfério sul também é significativamente diferente nas propriedades térmicas daquela no hemisfério norte, e a sua temperatura pode ser 200 a 400 graus Celsius mais elevada.
Para obter este resultado, os investigadores não se basearam nas observações sísmicas tradicionais de Marte, mas utilizaram um método chamado "tomografia de marés". A ideia básica é semelhante a uma tomografia computadorizada médica, mas o objeto escaneado não é o corpo humano, mas todo o planeta Marte.
A gravidade do Sol continuará a agir em Marte. Como a órbita de Marte é ligeiramente elíptica e o seu eixo de rotação é inclinado, o efeito de maré exercido pelo Sol em Marte muda com o tempo. Embora Marte não tenha água líquida que possa ondular significativamente como os oceanos da Terra, todo o planeta ainda estará sujeito a alongamentos e deformações extremamente leves.
A temperatura e o estado da matéria dentro de Marte afetarão esta deformação. Rochas frias e duras são menos suscetíveis à deformação, enquanto rochas quentes, moles ou mesmo parcialmente fundidas são mais suscetíveis à mudança pelas forças das marés. Portanto, desde que possamos medir com precisão a minúscula resposta de Marte sob a ação das marés, poderemos, por sua vez, inferir o estado e a temperatura dos seus materiais subterrâneos.
O problema é que esta deformação é muito pequena para ser observada diretamente. Mas quando Marte se deforma, o seu campo gravitacional também produzirá mudanças extremamente fracas, e um detector em órbita de Marte pode registar indirectamente esta diferença gravitacional através de mudanças subtis na sua própria velocidade.
A equipe de pesquisa recuperou, portanto, dados de rastreamento de rádio acumulados por vários orbitadores de Marte ao longo de décadas, incluindo o Mars Global Surveyor lançado em 1996, o Mars Odyssey lançado em 2001 e o Mars Reconnaissance Orbiter lançado em 2005. Ao analisar as pequenas perturbações gravitacionais na velocidade dessas sondas durante sua operação de longo prazo, os pesquisadores reconstruíram as mudanças no campo gravitacional de Marte ao longo do tempo.
Depois de realizar uma análise de "tomografia de maré" destes dados, os investigadores finalmente obtiveram um modelo da estrutura tridimensional do interior de Marte e descobriram que existem assimetrias térmicas significativas no subsolo dos hemisférios norte e sul.
A descoberta também pode explicar dois outros mistérios de longa data de Marte.
O primeiro mistério está relacionado ao campo magnético de Marte. O Marte de hoje não tem mais um campo magnético global forte como a Terra, mas traços de magnetização local muito fortes são preservados na antiga crosta do hemisfério sul de Marte. Acredita-se que estas anomalias magnéticas sejam relíquias da existência inicial de um campo magnético global em Marte, e também significam que Marte já teve um mecanismo gerador capaz de gerar um campo magnético global.
O hemisfério sul de Marte tem uma abundância dessa crosta magnetizada, enquanto o seu hemisfério norte é visivelmente desprovido de estruturas semelhantes, uma diferença que tem sido intrigante há muito tempo. Se o manto no hemisfério sul de Marte tiver uma história térmica completamente diferente, isso poderia ajudar a explicar porque é que o antigo registo magnético de Marte mostra uma distribuição tão assimétrica entre os lados norte e sul.
O segundo mistério vem da missão InSight da NASA. O sismógrafo transportado pela InSight tem observado continuamente o interior de Marte. Os pesquisadores descobriram que quando as ondas sísmicas se propagam na região sul de Marte, a taxa de perda de energia é significativamente maior do que na região norte.
Rochas de alta temperatura são geralmente mais macias do que rochas de baixa temperatura e têm maior probabilidade de absorver a energia das ondas sísmicas. Se houver de fato um manto subterrâneo de alta temperatura ou mesmo parcialmente derretido no hemisfério sul, então este ambiente pode explicar a atenuação anormal das ondas sísmicas previamente observadas pelo InSight.
Isto significa que vários mistérios de Marte anteriormente aparentemente não relacionados - as diferenças geológicas entre os hemisférios norte e sul, a magnetização anómala do hemisfério sul e a atenuação mais rápida das ondas sísmicas no sul - podem agora apontar para o mesmo factor oculto: um interior mais quente e suave por baixo do hemisfério sul de Marte.
Os investigadores também acreditam que este resultado pode estar relacionado com o ambiente aquático passado de Marte. As enormes diferenças topográficas entre os hemisférios norte e sul de Marte não só determinam a paisagem da superfície atual, mas também podem influenciar a formação de bacias antigas e a forma como a água flui e se acumula na superfície marciana. Compreender esta diferença norte-sul ajudará os cientistas a rastrear de onde veio a água passada de Marte, onde fluiu e quais áreas podem ter tido água líquida durante muito tempo.
Isto também é significativo para descobrir se Marte teve um ambiente adequado para a vida no passado. Marte pode ter tido uma atmosfera mais espessa, um clima mais quente e uma grande quantidade de água superficial nos seus primeiros dias, e estas condições estão intimamente relacionadas com as atividades geológicas dentro de Marte. Se o tempo e a causa da formação de estruturas térmicas subterrâneas nos hemisférios norte e sul puderem ser determinados, poderá ser possível reconstruir ainda mais o processo de evolução gradual de Marte, de um planeta jovem mais ativo e potencialmente habitável para o mundo frio e seco que é hoje.
No entanto, os investigadores ainda não conseguem responder à questão mais crítica: o que torna o interior do hemisfério sul de Marte tão quente?
Existem pelo menos várias explicações possíveis. Uma possibilidade é que um evento de impacto massivo tenha ocorrido nos primeiros dias de Marte. Um objeto gigante que impactasse Marte poderia ter alterado a sua estrutura térmica interna e criado uma enorme bacia de planície no hemisfério norte, causando as diferenças vistas hoje entre os hemisférios norte e sul.
Outra possibilidade é que a convecção interna assimétrica tenha ocorrido uma vez no manto marciano. O material quente dentro do planeta subirá e o material resfriado afundará. Este processo de convecção nem sempre mantém uma simetria perfeita. Se o manto no hemisfério sul de Marte mantiver uma estrutura de convecção especial por muito tempo, isso poderá fazer com que mais calor continue a se acumular ali.
A terceira possibilidade está relacionada com a composição dos materiais subterrâneos. Se existirem estruturas geológicas ricas em elementos radioactivos nas profundezas do Hemisfério Sul, estes elementos continuariam a libertar calor durante a sua decadência a longo prazo e poderiam manter as regiões subterrâneas invulgarmente quentes. Ao mesmo tempo, se existirem estruturas geológicas espessas acima que impeçam a libertação de calor, o calor pode ficar retido no subsolo durante muito tempo.
Nenhuma explicação ainda recebeu evidências conclusivas. Os investigadores disseram que o próximo passo é combinar mais dados sísmicos, gravitacionais e geológicos da superfície marciana para determinar melhor em que fase da história de Marte esta anomalia térmica se formou, e se apareceu ao mesmo tempo que a dicotomia topográfica norte-sul.
Este estudo também demonstra o valor do acúmulo de dados de detecção no longo prazo. O Mars Global Surveyor foi lançado em 1996 e terminou a sua missão em 2006, mas os dados recolhidos nesse ano ainda podem ser utilizados para resolver questões de ponta sobre a estrutura interna de Marte. Ao reanalisar observações de décadas atrás, os investigadores obtiveram novos resultados científicos que podem não ter sido previstos durante a fase de concepção da missão.
Se for possível confirmar no futuro que existem áreas subterrâneas de grande escala de alta temperatura ou mesmo parcialmente fundidas no hemisfério sul de Marte, isso significará que o interior de Marte é muito mais irregular do que se pensava anteriormente. Para este planeta aparentemente “morto”, ainda podem existir enormes diferenças termodinâmicas escondidas nas suas profundezas, e este mistério da temperatura de 200 a 400 graus Celsius pode ser uma chave importante para a compreensão da formação, evolução e antigo ambiente habitável de Marte.
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