Neve em forma de cubo, paisagens geladas e geadas fazem parte da estação mais fria do Planeta Vermelho.

Quando o inverno chegar[{” attribute=””>Mars, the surface is transformed into a truly otherworldly holiday scene. Snow, ice, and frost accompany the season’s sub-zero temperatures. Some of the coldest of these occur at the planet’s poles, where it gets as low as minus 190 degrees Fahrenheit (minus 123 degrees Celsius).

The HiRISE camera aboard NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter captured these images of sand dunes covered by frost just after winter solstice. The frost here is a mixture of carbon dioxide (dry) ice and water ice and will disappear in a few months when spring arrives. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Cold as it is, don’t expect snow drifts worthy of the Rocky Mountains. No region of Mars gets more than a few feet of snow, most of which falls over extremely flat areas. And the Red Planet’s elliptical orbit means it takes many more months for winter to come around: a single Mars year is around two Earth years.

A neve cai, o gelo e a geada também se formam em Marte.[{” attribute=””>NASA’s spacecraft on and orbiting the Red Planet reveal the similarities to and differences from how we experience winter on Earth. Mars scientist Sylvain Piqueux of JPL explains in this video. Credit: NASA/JPL-Caltech

Still, the planet offers unique winter phenomena that scientists have been able to study, thanks to NASA’s robotic Mars explorers. Here are a few of the things they’ve discovered:

Two Kinds of Snow

Martian snow comes in two varieties: water ice and carbon dioxide, or dry ice. Because Martian air is so thin and the temperatures so cold, water-ice snow sublimates, or becomes a gas, before it even touches the ground. Dry-ice snow actually does reach the ground.

“Enough falls that you could snowshoe across it,” said Sylvain Piqueux, a Mars scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California whose research includes a variety of winter phenomena. “If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface.”

HiRISE captured these “megadunes,” also called barchans. Carbon dioxide frost and ice have formed over the dunes during the winter; as this starts to sublimate during spring, the darker-colored dune sand is revealed. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

How We Know It Snows

Snow occurs only at the coldest extremes of Mars: at the poles, under cloud cover, and at night. Cameras on orbiting spacecraft can’t see through those clouds, and surface missions can’t survive in the extreme cold. As a result, no images of falling snow have ever been captured. But scientists know it happens, thanks to a few special science instruments.

NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter can peer through cloud cover using its Mars Climate Sounder instrument, which detects light in wavelengths imperceptible to the human eye. That ability has allowed scientists to detect carbon dioxide snow falling to the ground. And in 2008, NASA sent the Phoenix lander within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole, where it used a laser instrument to detect water-ice snow falling to the surface.

Os cientistas da NASA podem medir o tamanho e a forma da distribuição das partículas de neve, camada por camada, na tempestade. A Global Precipitation Measurement Mission é um projeto de satélite internacional que fornecerá a próxima geração de observações de chuva e neve em todo o mundo a cada três horas. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA/Ryan Fitzgibbons

cubos de gelo

Devido à forma como as moléculas de água se unem quando congelam, os flocos de neve na Terra têm seis lados. O mesmo princípio se aplica a todos os cristais: a forma como os átomos se organizam determina a forma do cristal. No caso do dióxido de carbono, as moléculas do gelo seco estão sempre ligadas em quatro formas quando congeladas.

“Como o gelo de dióxido de carbono tem uma simetria de quatro, sabemos que os flocos de neve secos terão a forma de cubo”, disse Bicchio. “Graças ao clima marciano mais seguro, podemos dizer que esses flocos de neve serão menores que a largura de um fio de cabelo humano.”

A câmera HiRISE capturou esta imagem da borda de uma cratera no meio do inverno. A encosta da cratera voltada para o sul, que recebe menos luz solar, forma uma geada irregular e brilhante, mostrada em azul nesta imagem colorida aprimorada. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona

Jack Frost mordisca seu rover

Tanto a água quanto o dióxido de carbono podem formar gelo em Marte, e ambos os tipos de gelo aparecem mais amplamente em todo o planeta do que a neve. Os aterrissadores Viking viram uma água congelada quando estudaram Marte na década de 1970, enquanto o orbitador Odyssey da NASA viu A formação de gelo é observada e sublima sol da manhã.

A HiRISE capturou esta cena da primavera, quando o gelo de água congelado no solo dividiu a Terra em polígonos. O gelo transparente de dióxido de carbono permite que a luz do sol brilhe e aqueça os gases que se infiltram pelas aberturas, atirando ventiladores de material mais escuro na superfície (mostrado em azul nesta imagem colorida aprimorada). Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona

O estranho fim do inverno

Talvez a descoberta mais surpreendente ocorra no final do inverno, quando todo o gelo que foi criado começa a “derreter” e sublimar na atmosfera. Ao fazê-lo, esse gelo assume formas estranhas e belas que lembravam aos cientistas aranhasE a pontos dálmatasE a ovos fritosE as queijo suíço.

Esse “derretimento” também causa a erupção de gêiseres: o gelo transparente permite que a luz do sol aqueça o gás abaixo, e esse gás eventualmente explode, enviando ventiladores de poeira no telhado. Os cientistas já começaram a estudar esses fãs como uma forma de aprender mais sobre eles Em que direção sopram os ventos marcianos?.