O planeta exterior é cercado por dezenas de luas, que estão presas em espessas conchas geladas. Acredita-se que alguns destes mundos gelados, incluindo a lua de Saturno, Encélado, tenham vastos oceanos de água líquida entre a sua crosta gelada e o seu interior rochoso. A água líquida é essencial para a vida como a conhecemos, por isso estas luas estão entre os locais mais promissores do sistema solar para a procura de vida alienígena.
Um estudo publicado em astronomia natural explorou as condições muito abaixo da sua superfície congelada e forneceu novas explicações para as paisagens incomuns vistas em várias destas luas.
“Nem todas estas luas têm oceanos, mas sabemos que algumas têm oceanos”, disse Max Rudolph, professor associado de ciências da Terra e planetárias na UC Davis e autor principal do artigo. “Estamos interessados nos processos que moldaram a sua evolução ao longo de milhões de anos, o que nos permite pensar sobre quais são as manifestações superficiais dos mundos oceânicos”.
Como o aquecimento das marés molda um mundo gelado
Na Terra, características como montanhas e terremotos são impulsionadas pelo calor e pelo movimento de rochas nas profundezas do subsolo. Nas luas geladas, a água e o gelo desempenham o mesmo papel.
Essas luas são aquecidas pelas forças das marés geradas pelos enormes planetas que orbitam. As interações gravitacionais entre luas vizinhas fazem com que os níveis de calor aumentem e diminuam ao longo do tempo. À medida que o aquecimento aumenta, a camada de gelo derrete e fica mais fina. Quando o aquecimento diminui, a casca engrossa novamente à medida que a água congela novamente.
Em trabalhos anteriores, Rudolph e seus colegas estudaram o que acontece quando as camadas de gelo ficam mais espessas. Como o gelo ocupa mais espaço do que a água líquida, o congelamento aumenta a pressão na concha circundante. Esta pressão pode ajudar a criar características superficiais marcantes, como as longas fissuras conhecidas como “listras de tigre” em Encélado.
quando o oceano escondido começa a ferver
Este novo estudo explora a situação oposta. O que acontece quando a camada de gelo derrete por baixo e fica mais fina?
Os pesquisadores dizem que esse processo pode causar a fervura do oceano subjacente.
Quando o gelo muda para água líquida menos densa, a pressão dentro da lua diminui. A equipe calculou que em luas geladas menores, incluindo Mimas e Encélado de Saturno, bem como Miranda, que orbita Urano, a queda de pressão poderia ser grande o suficiente para atingir o ponto triplo, uma condição onde gelo, água líquida e vapor de água podem coexistir.
A imagem Miranda obtida pela sonda Voyager 2 mostra as enormes cristas e penhascos íngremes conhecidos como coroa solar. Os investigadores acreditam que o oceano em ebulição abaixo da superfície poderia explicar como estas características impressionantes se formaram.
Por que o tamanho da lua é importante
Mimas tem menos de 400 quilômetros de diâmetro e está repleta de crateras, incluindo uma enorme cratera de impacto que lhe deu o nome de “Estrela da Morte”. Embora pareça geologicamente inativo, Rudolph notou que oscilações subtis no seu movimento sugerem um oceano escondido abaixo. Como não se espera que a camada de gelo de Mimas se quebre devido ao afinamento, Enceladus pode ter um oceano, mas ainda parece estar inativo na superfície.
A escala desempenha um papel crucial na forma como esses processos se desenrolam. A equipe descobriu que em luas geladas maiores, como Titânia, outra lua de Urano, a queda de pressão causada pelo derretimento poderia fraturar a camada gelada antes de atingir o ponto triplo da água. Portanto, as características da superfície do dióxido de titânio podem refletir ciclos nos quais a camada de gelo primeiro se afina e depois torna a engrossar.
Assim como estudar a geologia da Terra pode ajudar os cientistas a compreender como o nosso planeta evoluiu ao longo de milhares de milhões de anos, examinar o funcionamento interno das luas geladas pode fornecer pistas sobre a razão pela qual as suas superfícies têm a aparência que têm hoje, disse Rudolph.
Os co-autores do artigo são: Michael Manga, UC Berkeley; Alyssa Rhode, Instituto de Pesquisa do Sudoeste, Boulder; e Matthew Walker, Instituto de Ciências Planetárias, Tucson. Este trabalho foi parcialmente apoiado pela NASA.
