Cientistas que utilizam a Mars Express da European Space Agency, em combinação com um modelo meteorológico de última geração do Planeta Vermelho, descobriram que pode haver uma física bastante exótica por trás da nuvem mais curiosa de Marte.
Toda primavera e verão no hemisfério sul de Marte, durante a estação marciana de tempestades de poeira, vemos surgir uma nuvem espetacular: a Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), a nuvem visualmente mais impressionante do Planeta Vermelho.
Esse filamento branco de gelo de água surge a sotavento do vulcão Arsia Mons, de 20 km de altura. Ele se forma, cresce e desaparece diariamente, estendendo-se por até 1.800 km — quase o dobro do comprimento do Reino Unido — antes de evaporar rapidamente. Esse ciclo se repete todas as manhãs durante vários meses .
A Mars Express revelou a AMEC pela primeira vez em 2018 e tem observado repetidamente essa nuvem recorrente desde então. Pesquisadores estudaram sua evolução , sua dinâmica intensa e seu comportamento intrigante, determinando que ela é uma nuvem orográfica : um tipo de nuvem também observado na Terra, que se forma quando o vento passa pelo relevo acidentado de um vulcão ou montanha.
No entanto, ao tentar modelar exatamente como a nuvem surge, nossas simulações simplesmente não reproduziam o que vemos nas imagens — até agora.
“Para criar a AMEC em nossa modelagem, descobrimos que precisávamos incluir uma física exótica… uma física que, embora esteja incluída nos livros didáticos, é tratada como teórica e geralmente se acredita que não aconteça na natureza. Certamente nunca a vimos em ação antes”, afirma Jorge Hernández-Bernal, do LMD/CNRS/Sorbonne Université, em Paris, França, autor principal do novo estudo. “Assim que incluímos essa física em nossas simulações, a AMEC surgiu exatamente como esperávamos.”
“Totalmente inesperado”: um processo raro em ação
Na Terra e em outros lugares, as nuvens normalmente se formam quando o ar úmido esfria e o vapor de água se condensa em gotículas líquidas ou cristais de gelo. Isso geralmente acontece por meio de um processo conhecido como nucleação heterogênea , que requer a presença de pequenas partículas de outras substâncias na atmosfera para que o vapor se fixe e se condense sobre elas — sal, pólen, fuligem ou poeira, por exemplo. Em Marte, acredita-se que seja a poeira.
“No caso da AMEC, parece que a formação da nuvem ocorre sem a necessidade de nenhuma dessas ‘substâncias’”, acrescenta Jorge. “O vapor de água se transforma diretamente em partículas de gelo da nuvem, sem nenhuma etapa intermediária. É como se gotículas de condensação aparecessem no meio de uma sala, em vez de sobre uma janela. Chamamos isso de nucleação homogênea , e nunca a vimos antes em uma atmosfera planetária. É algo totalmente inesperado.”
Cientistas haviam sugerido que esse processo poderia ocorrer nas altas atmosferas da Terra e de Venus, mas ele não foi observado. Sua raridade se deve ao fato de exigir circunstâncias excepcionais, com níveis de umidade relativa superiores a 100.000 vezes aos normalmente vivenciados em nosso cotidiano na Terra. “Nunca havíamos observado essas condições em Marte, mas nossa descoberta agora sugere fortemente que a umidade do planeta pode, de fato, atingir esses níveis extremos”, afirma Jorge.
Jorge e seus colegas descobriram que a AMEC está em uma posição única, onde a atmosfera rarefeita de Marte e a grande altura do vulcão Arsia Mons, nas proximidades, se combinam para criar as condições necessárias à observação desse processo raro em ação.
À medida que os ventos passam pelo Arsia Mons, a massa do vulcão desencadeia uma poderosa onda que eleva parcelas de ar úmido por vários quilômetros em apenas alguns minutos. Isso resfria rapidamente a atmosfera, fazendo a temperatura cair 30 graus em apenas 10 minutos e os níveis de umidade relativa dispararem. O vapor de água então congela espontaneamente e diretamente em partículas de nuvem, formando a AMEC.
Uma vitória para a Mars Express
Embora alguns aspectos da nuvem modelada não correspondam exatamente às observações, “o resultado é extraordinário”, afirma Jorge. “Não temos nem de longe tanta informação sobre a atmosfera de Marte quanto temos sobre a da Terra, portanto reproduzir a AMEC nesse nível é um grande sucesso para o modelo.”
Os pesquisadores basearam sua modelagem em dados das três câmeras a bordo da Mars Express : a Visual Monitoring Camera, a High Resolution Stereo Camera e a OMEGA. A Mars Express pode obter imagens de grandes áreas da superfície marciana em alta resolução e é uma das poucas naves espaciais em órbita de Marte — ao lado do ESA’s ExoMars Trace Gas Orbiter — capazes de observar durante as horas da manhã, quando a AMEC está presente.
“A Mars Express também pode acompanhar como a nuvem muda em escalas de tempo de apenas algumas horas, o que nos oferece uma visão sem igual de fenômenos de curta duração no planeta”, afirma Colin Wilson, cientista do projeto Mars Express da ESA. “De modo geral, essa descoberta é uma verdadeira conquista para a missão e seus cientistas: a Mars Express descobriu a AMEC, acompanhou-a e monitorou-a durante anos e agora está ajudando a revelar os segredos de sua formação.”
Além de ampliar nossa compreensão dos processos atmosféricos em Marte e em outros lugares, o resultado destaca que não devemos descartar processos improváveis ao explorar os planetas do Universo (incluindo exoplanetas ). Colin acrescenta: “Embora as nuvens na Terra e em Marte pareçam ser governadas pelas mesmas ‘regras’, compreender essa nuvem marciana exótica exigiu uma física exótica — e isso pode ser verdade em outras partes do cosmos.”
Observações para editores
A Mars Express obteve imagens da AMEC usando tanto a câmera VMC, de menor resolução, quanto — como nesta divulgação — a HRSC, de alta resolução. Esta é a primeira divulgação da ESA que apresenta imagens da AMEC feitas pela HRSC e mostra a nuvem em detalhes impressionantes.
‘
Homogeneous ice Nucleation from Water Vapour Suggested by Elongated Clouds on Mars ’ , de J. Hernández-Bernal et al., é publicado hoje na Nature Geoscience . https://doi.org/10.1038/s41561-026-02089-9. Uma versão gratuita do artigo está disponível aqui .
Para mais informações, entre em contato com