Novas ferramentas, novas pistas: a meteorite marciana NWA 7034 (“Beleza Negra”) vista por tomografia

A ciência avança muitas vezes ao ritmo dos instrumentos que tem à disposição. Por isso, quando surge uma tecnologia não destrutiva e ela se torna acessível a mais investigadores, é quase inevitável que os cientistas planetários a coloquem à prova - e as meteorites são um dos primeiros alvos.

Um novo artigo, disponibilizado em pré-publicação no arXiv, liderado por Estrid Naver, da Universidade Técnica da Dinamarca, e pelos seus coautores, descreve a aplicação de duas dessas ferramentas relativamente recentes a uma das meteorites mais famosas do mundo: a NWA 7034, também conhecida como Beleza Negra.

NWA 7034 (Beleza Negra): origem, idade e por que é tão especial

Uma parte importante da fama da Beleza Negra vem da sua origem. Trata-se de um fragmento de Marte que chegou à Terra, muito provavelmente lançado para o espaço após um impacto colossal no Planeta Vermelho. O material que a compõe remonta a cerca de 4,48 mil milhões de anos, o que a coloca entre as amostras marcianas mais antigas conhecidas em todo o Sistema Solar. E, além do valor científico, tem um aspeto invulgarmente apelativo - daí o nome.

O problema é que muitos estudos anteriores dependeram de retirar pedaços desta peça rara para os analisar. Esses fragmentos acabam, por norma, triturados ou dissolvidos para libertar e medir os constituintes da rocha.

Hoje, porém, já é possível obter uma grande parte dessa informação sem destruir o exemplar - graças à tomografia computorizada (TC).

Tomografia computorizada (TC) por raios X e TC por neutrões: o que cada uma revela

Existem duas modalidades principais de TC usadas neste tipo de investigação:

• TC por raios X (a mais comum, também utilizada em contexto clínico): é particularmente eficaz a identificar materiais pesados e densos, como fases ricas em ferro ou titânio.
• TC por neutrões (menos frequente): em vez de raios X, utiliza neutrões para atravessar o objeto. Os resultados podem variar bastante conforme a composição, mas esta técnica tende a penetrar melhor materiais densos e, de forma crucial, é muito competente a detetar hidrogénio - um componente-chave da água.

No estudo, a equipa combinou as duas técnicas para examinar a Beleza Negra de forma não destrutiva e perceber o que estava “escondido” no seu interior.

O que foi analisado e o que apareceu: clastos novos no interior da Beleza Negra

Embora o método não destrua a amostra, os autores analisaram apenas um pequeno fragmento da meteorite, já anteriormente polido. Ainda assim, a imagem tridimensional obtida permitiu identificar clastos.

Em geologia, um clasto é simplesmente um pequeno fragmento de rocha incorporado numa rocha maior. A presença de clastos na Beleza Negra não surpreende: há décadas que se sabe que esta meteorite é um agregado de fragmentos, algo coerente com um cenário de impacto marciano que soldou materiais diferentes.

O que foi novidade, contudo, foi o tipo específico de clastos revelado pelas tomografias.

Clastos H-Fe-ox: oxi-hidróxido de ferro rico em hidrogénio e o “orçamento” de água

As tomografias detetaram clastos designados por oxi-hidróxido de ferro rico em hidrogénio, abreviados como H-Fe-ox. Estes aglomerados ricos em hidrogénio representavam cerca de 0,4% do volume do fragmento estudado - uma amostra com aproximadamente o tamanho de uma unha.

À primeira vista, 0,4% pode parecer pouco. No entanto, ao fazer as contas à distribuição química no interior da meteorite, os investigadores estimam que esses pequenos clastos possam concentrar até cerca de 11% do teor total de água presente na amostra analisada.

A própria Beleza Negra tem um teor de água estimado em cerca de 6 000 partes por milhão (ppm) - um valor muito elevado para material proveniente de um planeta que hoje apresenta tão pouca água à superfície. De forma particularmente relevante, estes resultados encaixam bem com as observações de amostras com sinais de água recolhidas na cratera Jezero pelo rover Perseverança.

Apesar de a Beleza Negra provir de uma região de Marte diferente da área amostrada pelo rover, a ligação entre ambos os conjuntos de dados reforça a ideia de que existiu água generalizada - muito provavelmente líquida - à superfície de Marte há milhares de milhões de anos.

Uma “missão de regresso de amostras” numa única rocha - e o que a TC poderá fazer no futuro

A Beleza Negra é, por si só, quase como uma missão de regresso de amostras condensada numa única rocha: um objeto marciano que chegou até nós sem necessidade de lançamento terrestre.

Os autores do estudo salientam ainda que pretendiam aplicar estas mesmas técnicas de TC não destrutiva a futuras amostras de uma missão de Regresso de Amostras de Marte, já que as tomografias conseguem “ver” através do invólucro de titânio onde as amostras seriam guardadas.

Contudo, com o cancelamento recente desse programa, poderá passar muito tempo até que amostras planetárias recolhidas diretamente noutro mundo sejam analisadas na Terra com toda a potência instrumental disponível.

Ainda assim, existe uma missão chinesa de regresso de amostras que continua planeada, pelo que esse intervalo poderá ser menor do que se teme. Até lá, aplicar este mesmo tipo de análise não destrutiva a outras meteorites marcianas parece um excelente uso do equipamento e do conhecimento já acumulados - e é razoável esperar que surjam mais estudos semelhantes nos próximos anos.

Porque a abordagem não destrutiva é tão valiosa em meteorites raras

Há uma vantagem adicional que vai além do resultado imediato: técnicas como a TC permitem preservar exemplares excecionais, reduzindo a necessidade de cortes, moagem ou dissolução. Isto é particularmente importante em meteorites marcianas, que são raras, altamente valiosas e frequentemente compostas por microestruturas que podem perder-se para sempre com métodos tradicionais.

Além disso, a TC pode funcionar como uma etapa de triagem: ao mapear a distribuição interna de fases e inclusões, ajuda a escolher com precisão onde (e se) vale a pena fazer microamostragem posterior. Assim, mesmo quando a análise química detalhada exigir alguma intervenção, a perda de material pode ser minimizada e melhor justificada.

Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje.