Debaixo de Marte, ondas sísmicas revelaram um sistema de magma muito maior e mais complexo do que se esperava num planeta sem placas tectônicas como as da Terra

Mars não possui tectônica de placas ativa como a terrestre, mas isso não impediu seu interior de desenvolver processos surpreendentemente sofisticados. Dados da missão InSight indicam que o magma em Marte formou sistemas capazes de atravessar e modificar diferentes níveis da crosta, deixando uma camada profunda que sugere diferenciação, fusão e reciclagem de rochas em escala muito maior do que a associada a vulcões isolados.

Como o magma em Marte conseguiu formar uma crosta tão complexa?

Pesquisadores analisaram velocidades de ondas sísmicas registradas pela InSight e concentraram a atenção em uma descontinuidade localizada a cerca de 24 quilômetros de profundidade. Acima dela, os dados são mais compatíveis com rochas máficas; abaixo, apontam para materiais ultramáficos, ricos em ferro e magnésio e relativamente pobres em sílica.

Essa camada inferior teria aproximadamente 14 quilômetros de espessura antes da transição para o manto, situada perto de 38 quilômetros de profundidade. Os autores interpretam a região como um conjunto de materiais deixados depois que magmas profundos cristalizaram, se diferenciaram e produziram líquidos mais evoluídos que migraram para níveis superiores da crosta.

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Por que isso é inesperado em um planeta sem placas tectônicas?

Na Terra, sistemas magmáticos extensos costumam estar associados à tectônica de placas, especialmente em zonas de subducção, riftes e regiões alimentadas por plumas do manto. Marte, porém, é considerado um planeta de “tampa estagnada”, onde a litosfera não está dividida em placas móveis comparáveis às terrestres.

Os novos resultados mostram que movimentos do manto, intrusões de magma e aumento localizado do fluxo de calor podem produzir diferenciação crustal mesmo sem esse mecanismo. Dessa forma, processos antes associados principalmente à dinâmica terrestre podem ocorrer por caminhos diferentes em outros planetas rochosos.

• Ascensão de material quente do manto;
• Intrusão de grandes volumes de magma;
• Cristalização e separação de minerais;
• Fusão parcial de rochas da crosta;
• Migração de líquidos magmáticos mais evoluídos.

Este vídeo da NASA/JPL apresenta um dos eventos sísmicos registrados pela InSight, sinais que permitiram investigar estruturas escondidas no interior marciano.

O que as ondas sísmicas dizem sobre o magma em Marte?

Ondas sísmicas mudam de velocidade conforme atravessam materiais com diferentes densidades, composições e propriedades físicas. Ao combinar os dados da InSight com modelos termodinâmicos, petrofísicos e estatísticos, os pesquisadores testaram centenas de possíveis composições para explicar a estrutura encontrada sob o local de pouso.

Os resultados favoreceram uma crosta inferior ultramáfica empobrecida em componentes retirados durante episódios de fusão. Isso é consistente com um sistema magmático transcrustal, no qual material derivado do manto entra na base da crosta, cristaliza, transfere calor e gera líquidos capazes de continuar ascendendo.

Esses sistemas realmente poderiam se estender por enormes distâncias?

O estudo determina diretamente a estrutura principalmente a partir das informações sísmicas disponíveis sob e ao redor da região investigada pela InSight. Portanto, não é possível mapear diretamente toda a extensão lateral do antigo sistema apenas com um único sismômetro instalado na superfície.

Ainda assim, pesquisadores consideram possível que estruturas semelhantes tenham alcançado centenas ou até milhares de quilômetros pelo hemisfério norte. A Universidade de Oxford descreve o cenário como evidência de sistemas magmáticos enormes e interconectados, em vez de simples reservatórios isolados sob vulcões individuais.

O que o magma em Marte deixou escondido sob a superfície?

Uma das evidências mais importantes é a transição sísmica situada em torno de 24 quilômetros de profundidade. Abaixo dela, aproximadamente 14 quilômetros de crosta ultramáfica são interpretados como resíduos cristalinos resultantes da extração e evolução de material fundido ao longo da história geológica marciana.

O modelo não significa que toda essa camada permaneça derretida atualmente. Na verdade, grande parte representa rocha solidificada que registra antigos processos magmáticos. Estudos separados indicam atividade térmica e possível fusão parcial em algumas regiões atuais, mas isso não transforma toda a crosta profunda em um oceano de magma.

Por que essa descoberta muda o que se pensava sobre planetas rochosos?

A descoberta mostra que tectônica de placas não é necessariamente um requisito para criar uma crosta quimicamente diferenciada e repetidamente modificada. Uma combinação de calor interno, ascensão do manto, intrusões e fusão parcial pode produzir arquitetura geológica complexa sob uma litosfera praticamente imóvel.

Isso amplia as possibilidades para outros mundos rochosos, inclusive exoplanetas. Se processos de diferenciação, circulação de voláteis e construção de crosta complexa podem ocorrer sem placas móveis, então planetas considerados geologicamente simples talvez escondam histórias internas muito mais dinâmicas.

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