Terraformação: Este material pode tornar Marte habitável

O efeito estufa localizado gerado sob o gelo de Marte cria bolsões de calor relativo durante o verão. 

Tornar Marte habitável

Regiões da superfície marciana poderiam ser tornadas habitáveis usando um aerogel de sílica, diz um trio de pesquisadores dos EUA e da Escócia.

Esse material seria capaz de imitar o efeito estufa atmosférico da Terra, provendo bolsões de calor para tornar Marte habitável pelos seres humanos – a temperatura média no planeta vermelho é de -60º C.

Através de modelagem e de experimentos, os pesquisadores demonstraram que um escudo de aerogel de sílica de 2 a 3 centímetros de espessura pode transmitir luz visível suficiente para a fotossíntese, bloquear a radiação ultravioleta perigosa e elevar a temperatura acima do ponto de fusão da água, tudo sem a necessidade de qualquer fonte de calor interna.

Terraformação

Carl Sagan foi o primeiro fora do reino da ficção científica a propor a terraformação. Em um artigo de 1971, Sagan sugeriu que a vaporização da calota do Polo Norte de Marte “renderia ~ 103 g/cm-2 de atmosfera sobre o planeta, maiores temperaturas globais através do efeito estufa e uma maior probabilidade de água líquida”.

A questão chave não resolvida era: Há bastante gases de efeito estufa e água em Marte para aumentar a pressão atmosférica do planeta até níveis semelhantes aos da Terra?

Ainda sem respostas definitivas, o trio de pesquisadores está propondo adotar uma abordagem mais regional, em vez de tentar mudar o planeta inteiro.

“Essa abordagem regional para tornar Marte habitável é muito mais viável do que a modificação atmosférica global,” destaca Robin Wordsworth, da Universidade Harvard, nos EUA. “Ao contrário das ideias anteriores para tornar Marte habitável, isso é algo que pode ser desenvolvido e testado sistematicamente com materiais e tecnologia que já temos.”

O aerogel de sílica em pó (esquerda) e na forma de uma manta (direita), usados pelos pesquisadores para os testes experimentais. 
[Imagem: Wordsworth et al. – 10.1038/s41550-019-0813-0]

Efeito estufa em Marte

Ao contrário das calotas polares da Terra, que são feitas de água congelada, as calotas polares de Marte são uma combinação de gelo de água e gelo de CO2. Tal como sua forma gasosa, o CO2 congelado permite que a luz solar penetre, ao mesmo tempo em que o calor fica aprisionado. No verão, esse efeito estufa de estado sólido cria bolsões de aquecimento sob o gelo, algo bem documentado pelas sondas espaciais em órbita do planeta.

“Nós começamos a pensar sobre esse efeito estufa de estado sólido e como ele poderia ser invocado para criar ambientes habitáveis em Marte no futuro,” disse Wordsworth.

Assim, o trio começou a procurar materiais que pudessem minimizar a condutividade térmica, mas ainda transmitisse a maior quantidade de luz possível. Eles chegaram no aerogel de sílica, um dos materiais termicamente mais isolantes já criados pelo homem.

O aerogel de sílica é 97% espaço vazio, ou poros, o que significa que a luz se move através do material – ele é quase transparente -, mas as nanocamadas de interconexão de dióxido de silício bloqueiam a radiação infravermelha, diminuindo muito a condução do calor. Esses aerogéis são usados em várias aplicações de engenharia, inclusive nos robôs que a NASA já mandou para Marte.

“O aerogel de sílica é um material promissor porque seu efeito é passivo. Ele não exigiria grandes quantidades de energia ou manutenção de partes móveis para manter uma área quente por longos períodos de tempo,” disse Laura Kerber, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, coautora da proposta.

Os contornos mostram a evolução da temperatura subsuperficial em função do tempo em um regolito rico em gelo sob uma camada de aerogel de sílica de 2,5 cm de espessura em Marte, na região Arabia Terra/Deuteronilus Mensae (40 ° N, 340 ° W). O contorno branco mostra a linha de 273 K, correspondente ao ponto de fusão da água pura.
[Imagem: Wordsworth et al. – 10.1038/s41550-019-0813-0]

Água líquida permanente em Marte

Os pesquisadores demonstraram que uma fina camada de aerogel de sílica aumentaria a temperatura média das latitudes médias em Marte para temperaturas semelhantes às da Terra.

“Espalhada através de uma área grande o suficiente, você não precisaria de nenhuma outra tecnologia ou física, você só precisaria de uma camada dessa coisa na superfície e, por baixo, você teria água líquida permanente,” disse Wordsworth.

O material também poderia ser usado para construir cúpulas de habitação ou até mesmo biosferas autossuficientes em Marte.

A seguir, a equipe pretende testar o efeito estufa do aerogel de sílica em climas semelhantes a Marte na Terra, como os vales secos da Antártida ou do Chile.

E depois começar a discutir sobre começar a terraformação em um corpo celeste sem garantias de que lá não haja vida de nenhuma espécie. “No momento em que decidirmos nos comprometer em ter humanos em Marte, essas perguntas são inevitáveis,” disse Wordsworth.

Fonte: Inovação Tecnológica

Cristiane Tavolaro

Sou física, professora e pesquisadora do departamento de física da PUC-SP. Trabalho com Ensino de Física, atuando principalmente em ensino de física moderna, ótica física, acústica e novas tecnologias para o ensino de física. Sou membro fundadora do GoPEF - Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da PUC-SP e co-autora do livro paradidático Física Moderna Experimental, editado pela Manole.

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