Cientistas recentemente capturaram uma rara visão das condições severas do inverno que giram acima do polo norte de Marte. Dentro do vórtice polar do planeta, as temperaturas caem drasticamente — muito mais frias do que o ar do lado de fora — e a escuridão contínua do longo inverno marciano permite que os níveis de ozônio na atmosfera aumentem consideravelmente.
“A atmosfera dentro do vórtice polar, desde próximo à superfície até cerca de 30 quilômetros de altura, é caracterizada por temperaturas extremamente frias, cerca de 40 graus Celsius mais frias do que fora do vórtice,” disse o Dr. Kevin Olsen da Universidade de Oxford, que apresentou os resultados na Reunião Conjunta EPSC-DPS2025 em Helsinque.
Nesses extremos, a pequena quantidade de vapor d’água na atmosfera de Marte se congela e se deposita sobre a calota polar. Essa mudança tem um efeito impressionante nos níveis de ozônio. Normalmente, o ozônio é destruído quando reage com moléculas formadas quando a luz ultravioleta quebra o vapor d’água. Mas quando o vapor congela completamente, essas reações param. Sem nada para quebrá-lo, o ozônio começa a se acumular dentro do vórtice.
“O ozônio é um gás muito importante em Marte — é uma forma de oxigênio muito reativa e nos diz quão rápido a química está acontecendo na atmosfera,” disse Olsen. “Ao entender quanto de ozônio existe e quão variável ele é, sabemos mais sobre como a atmosfera mudou ao longo do tempo e até mesmo se Marte já teve uma camada protetora de ozônio como a da Terra.”
A sonda ExoMars Rosalind Franklin da Agência Espacial Europeia, programada para ser lançada em 2028, buscará vestígios de vida antiga no planeta. Se Marte um dia teve uma camada de ozônio protegendo sua superfície da radiação ultravioleta, essa barreira protetora poderia ter tornado o planeta muito mais hospitaleiro à vida bilhões de anos atrás.
Como se Forma o Vórtice Polar de Marte
O vórtice polar de Marte se desenvolve como parte de seu ciclo sazonal, impulsionado pela inclinação axial de 25,2 graus do planeta. Assim como a Terra, o Planeta Vermelho passa por mudanças sazonais, e à medida que o verão no hemisfério norte chega ao fim, um vórtice giratório se forma acima do polo e persiste até a primavera.
No planeta Terra, o vórtice polar pode às vezes se desestabilizar e deslocar-se para o sul, enviando ar frio para latitudes mais baixas. Um processo semelhante pode ocorrer em Marte, oferecendo aos pesquisadores valiosas oportunidades para estudar o interior do vórtice.
“Como os invernos no polo norte de Marte experimentam escuridão total, assim como na Terra, eles são muito difíceis de estudar,” diz Olsen. “Ao conseguir medir o vórtice e determinar se nossas observações estão dentro ou fora do vórtice escuro, podemos realmente entender o que está acontecendo.”
Investigando o Vórtice
Olsen trabalha com o Orbitador de Gases Traço ExoMars da ESA que está em órbita ao redor de Marte. Em particular, o Conjunto de Química Atmosférica (ACS) da espaçonave estuda a atmosfera de Marte observando a borda do Planeta Vermelho quando o Sol está do outro lado do planeta e brilha através da atmosfera. Os comprimentos de onda nos quais a luz solar é absorvida revelam quais moléculas estão presentes na atmosfera e a que altura acima da superfície elas se encontram.
No entanto, essa técnica não funciona durante a escuridão total do inverno marciano, quando o Sol não nasce sobre o polo norte. As únicas oportunidades para vislumbrar o interior do vórtice são quando ele perde sua forma circular, mas para saber exatamente quando e onde isso ocorre, são necessários dados adicionais.
Para isso, Olsen recorreu ao instrumento Mars Climate Sounder no Mars Reconnaissance Orbiter da NASA para medir a extensão do vórtice por meio de medições de temperatura.
“Procuramos uma queda súbita na temperatura — um sinal seguro de que estamos dentro do vórtice,” disse Olsen. “Comparar as observações do ACS com os resultados do Mars Climate Sounder mostra diferenças claras na atmosfera dentro do vórtice em comparação com a de fora. Esta é uma oportunidade fascinante para aprender mais sobre a química da atmosfera marciana e como as condições mudam durante a noite polar para permitir que o ozônio se acumule.”