Mais um mistério em Marte: Oxigênio aparece e some sem explicações

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/11/2019

"Acho que há algo aí. Ainda não tenho as respostas. Ninguém tem."
[Imagem: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard]

Oxigênio que vai, oxigênio que vem

Com o mistério do metano de Marte ainda sem solução à vista, o robô espacial Curiosity trouxe aos cientistas um novo enigma: o oxigênio marciano.

A informação veio com a medição dos níveis sazonais de todos os gases na atmosfera diretamente acima da superfície da Cratera Gale, onde está o Curiosity. O resultado é desconcertante.

Em Marte, o oxigênio, o gás que a maioria das criaturas da Terra usa para respirar, se comporta de uma maneira que até agora os cientistas não conseguem explicar através de nenhum processo químico conhecido.

Ao longo de três anos marcianos (quase seis anos da Terra), um instrumento do Curiosity, chamado SAM (Sample Analysis at Mars), inalou o ar da Cratera Gale e analisou sua composição.

Os resultados confirmaram a composição da atmosfera superficial marciana: 95% em volume de dióxido de carbono (CO2), 2,6% de nitrogênio molecular (N2), 1,9% de argônio (Ar), 0,16% de oxigênio molecular (O2), e 0,06% de monóxido de carbono (CO).

As medições também revelaram como as moléculas no ar marciano se misturam e circulam com as mudanças na pressão do ar ao longo do ano. Essas mudanças são induzidas quando o gás CO2 congela nos pólos no inverno, diminuindo a pressão do ar em todo o planeta após a redistribuição do ar para manter o equilíbrio da pressão. Quando o CO2 evapora na primavera e no verão e se mistura em Marte, a pressão do ar aumenta.

O mistério do oxigênio de Marte

Nesse ambiente, os dados mostram que o nitrogênio e o argônio seguem um padrão sazonal previsível, com sua concentração aumentando e diminuindo ao longo do ano em relação à quantidade de CO2 existente no ar.

Os cientistas esperavam que o oxigênio seguisse o mesmo ritmo, mas não é isso o que acontece. Em vez disso, a quantidade de oxigênio no ar aumenta ao longo de toda a primavera e verão em até 30%, e depois volta aos níveis previstos pela química conhecida no outono. Esse padrão se repete a cada primavera, embora a quantidade de oxigênio adicionada à atmosfera varie, implicando que algo está produzindo o oxigênio e depois levando-o embora.

"A primeira vez que vimos isso, ficamos quebrando a cabeça," contou Sushil Atreya, professor de ciências climáticas e espaciais da Universidade de Michigan.

A equipe partiu em busca de possíveis explicações, começando por considerar a possibilidade de que moléculas de CO2 ou água (H2O) pudessem liberar oxigênio quando se separam na atmosfera, levando à breve elevação do oxigênio. Mas isso consumiria cinco vezes mais água do que a que existe na atmosfera de Marte, além do que o CO2 se decompõe muito lentamente para gerá-lo em tão pouco tempo. E quanto à diminuição do oxigênio? A radiação solar não poderia quebrar as moléculas de oxigênio em dois átomos, que então vazariam no espaço? Não, concluíram os cientistas, já que levaria pelo menos 10 anos para o oxigênio desaparecer por esse processo.

"Estamos nos debatendo para explicar isso," disse Melissa Trainer, cientista planetária do Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA. "O fato de o comportamento do oxigênio não se repetir perfeitamente a cada estação nos faz pensar que não é um problema que tem a ver com a dinâmica atmosférica. Tem que ser uma fonte química e um sumidouro que ainda não podemos explicar".

A quantidade de oxigênio no ar aumenta ao longo de toda a primavera e verão em até 30%, e depois volta aos níveis previstos pela química conhecida no outono.
[Imagem: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard]

Metano e oxigênio, biológicos e abióticos

A história do oxigênio é curiosamente semelhante ao mistério do metano de Marte. O metano está constantemente no ar dentro da Cratera Gale em quantidades tão pequenas (0,00000004% em média) que quase passa despercebido pelos instrumentos mais sensíveis já enviados à Marte. Embora o metano aumente e diminua sazonalmente, ele aumenta em abundância em cerca de 60% nos meses de verão por razões inexplicáveis - na verdade, o metano também dispara de forma aleatória e dramática, mas ninguém tem ainda alguma ideia do porquê.

Com as novas descobertas de oxigênio em mãos, a equipe da NASA se pergunta se uma química semelhante à que está gerando as variações sazonais naturais do metano também pode explicar as variações do oxigênio - os dois gases até flutuam em conjunto, mas apenas ocasionalmente.

"Estamos começando a ver essa correlação tentadora entre metano e oxigênio durante boa parte do ano em Marte," disse Atreya. "Acho que há algo aí. Ainda não tenho as respostas. Ninguém tem."

O oxigênio e o metano podem ser produzidos biologicamente (a partir de micróbios, por exemplo) e abioticamente (a partir de produtos químicos relacionados à água e às rochas). Os cientistas estão considerando todas as opções, embora não tenhamos nenhuma evidência convincente de atividade biológica em Marte.

O robô Curiosity não possui instrumentos que possam dizer definitivamente se a fonte de metano ou oxigênio em Marte é biológica ou geológica. Com os dados atuais, as explicações não biológicas são mais prováveis.

Bibliografia:

Artigo: Seasonal variations in atmospheric composition as measured in Gale Crater, Mars
Autores: Melissa G. Trainer, Michael H. Wong, Timothy H. McConnochie, Heather B. Franz, Sushil K. Atreya, Pamela G. Conrad, Franck Lefèvre, Paul R. Mahaffy, Charles A. Malespin, Heidi L.K. Manning, Javier Martín-Torres, Germán M. Martínez, Christopher P. McKay, Rafael Navarro-González, Álvaro Vicente-Retortillo, Christopher R. Webster, María-Paz Zorzano
Revista: Journal of Geophysical Research: Planets
DOI: 10.1029/2019JE006175

Disponível em: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=oxigenio-marte-tao-misterioso-quanto-metano&id=010130191114#.XdVaxFdKjIU

Tijolos magnéticos quadrupolares montam-se em objetos complexos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/11/2019

Os ímãs quadrupolares podem ser montados em objetos complexos, como emojis.
[Imagem: ETH Zurich/Hongri Gu]

Ímãs e dimensões

Se você já tentou colocar vários ímãs em formato de cubo uns ao lado dos outros sobre uma superfície magnética, sabe que não é possível. O que acontece é que os ímãs sempre se organizam em uma coluna, saindo verticalmente do quadro magnético.

Além disso, é quase impossível unir várias linhas desses ímãs para formar uma superfície plana.

Isso ocorre porque os ímãs são dipolares. Pólos iguais se repelem, com o pólo norte de um ímã sempre se ligando ao pólo sul de outro e vice-versa. Isso explica por que eles formam uma coluna - uma estrutura unidimensional - com todos os ímãs alinhados da mesma maneira.

Agora, cientistas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, conseguiram criar blocos magnéticos na forma de cubos que - pela primeira vez na história, ressaltam eles - que podem ser unidos para formar formas bidimensionais.

Cada módulo quadrupolar mede pouco mais de dois milímetros.
[Imagem: ETH Zurich/Hongri Gu]

Ímãs quadrupolares

Os novos blocos de construção magnéticos, que Hongri Gu e seus colegas chamam de módulos, não são dipolares, mas quadrupolares, o que significa que cada ímã tem dois polos norte e dois polos sul.

Dentro de cada um dos módulos, que são impressos em 3D em plástico, existem dois pequenos ímãs dipolo convencionais, com seus pólos iguais voltados um para o outro.

Como os pólos sul e norte se atraem, um bloco de construção quadrupolo, com seus dois pólos sul voltados para a esquerda e para a direita, atrairá, em cada um dos seus quatro lados, um bloco de construção que é girado 90 graus, de forma que seus pólos norte fiquem nos lados esquerdo e direito.

Esses blocos de construção magnéticos podem ser montados como pequenos tabuleiros de xadrez para criar formas bidimensionais, que podem então ser controladas por um campo magnético externo.

A equipe pretende usá-los em aplicações de robótica macia, permitindo o controle de materiais maleáveis.

Bibliografia:

Artigo: Magnetic quadrupole assemblies with arbitrary shapes and magnetizations
Autores: Hongri Gu, Quentin Boehler, Daniel Ahmed, Bradley J. Nelson
Revista: Science Robotics
Vol.: 4, Issue 35, eaax8977
DOI: 10.1126/scirobotics.aax8977

Disponível em:https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=imas-quadrupolares&id=010180191119#.XdVaUVdKjIU