Os planetas exteriores estão rodeados por dezenas de satélites, cobertos por espessas camadas de gelo. Pensa-se que alguns destes mundos congelados, incluindo a lua de Saturno, Encélado, contêm vastos oceanos de água líquida presos entre as suas crostas geladas e interiores rochosos. Como a água líquida é tão essencial para a vida como a conhecemos, estas luas estão entre os locais mais promissores do sistema solar para a procura de vida extraterrestre.
Um estudo publicado em Astronomia da natureza explora o que pode estar a acontecer muito abaixo das suas superfícies congeladas e oferece novas explicações para as paisagens incomuns vistas em várias destas luas.
“Nem todas estas luas têm oceanos, mas sabemos que algumas têm”, disse Max Rudolph, professor associado de Ciências da Terra e Planetárias na UC Davis e autor principal do artigo. “Estamos interessados nos processos que determinam a sua evolução ao longo de milhões de anos e isso permite-nos pensar como será a superfície do oceano.”
Como o aquecimento das marés molda os mundos de gelo
Na Terra, características como montanhas e terremotos são causadas pelo calor e pelo movimento de rochas nas profundezas do subsolo. Nas luas geladas, a água e o gelo desempenham o mesmo papel.
Estas luas são aquecidas pelas forças das marés criadas pelos enormes planetas que orbitam. As interações gravitacionais entre luas vizinhas podem fazer com que os níveis de aquecimento aumentem e diminuam ao longo do tempo. À medida que o calor aumenta, a camada de gelo pode derreter e tornar-se mais fina. À medida que 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 a camada de gelo fica mais espessa. 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 dramáticas, como as longas fissuras conhecidas como “listras de tigre” em Encélado.
Quando os oceanos ocultos começam a ferver
Um novo estudo examina o cenário oposto. O que acontece quando a camada de gelo derrete por baixo e fica mais fina?
Segundo os pesquisadores, esse processo pode levar à ebulição do oceano.
À medida que o gelo se transforma em água líquida menos densa, a pressão na lua diminui. A equipe estimou que em luas geladas menores, incluindo Mimos e Enceladus, de Saturno, bem como na órbita de Miranda, em Urano, a queda de pressão poderia ser significativa o suficiente para atingir o ponto triplo, um estado onde gelo, água líquida e vapor de água podem coexistir.
Imagens de Miranda tiradas pela sonda Voyager 2 mostram enormes cristas e penhascos íngremes conhecidos como coronas. Os investigadores acreditam que a ebulição do oceano abaixo da superfície pode explicar como estas estranhas características se formaram.
Por que o tamanho da lua é importante
Mimas tem menos de 400 quilômetros de largura e possui muitas crateras, incluindo uma enorme cratera de impacto que lhe valeu o apelido de Estrela da Morte. Embora pareça geologicamente inativo, Rudolph notou que flutuações subtis no seu movimento sugerem um oceano escondido abaixo. Como não se espera que a camada de gelo em Mimas se quebre à medida que fica mais fina, é perfeitamente possível que a lua tenha um oceano e a superfície ainda pareça adormecida.
O tamanho 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 pode dividir a camada de gelo antes de atingir o ponto triplo da água. Portanto, as características da superfície de Titânia podem reflectir um ciclo em que a camada de gelo primeiro se tornou mais fina e depois voltou a engrossar.
Assim como o estudo da geologia da Terra ajuda os cientistas a compreender como o nosso planeta evoluiu ao longo de milhares de milhões de anos, o estudo da actividade interna das luas geladas fornece pistas sobre a razão pela qual as suas superfícies têm a aparência que têm hoje, disse Rudolph.
Os co-autores do artigo são: Michael Mango, UC Berkeley; Alyssa Rhoden, Instituto de Pesquisa do Sudoeste, Boulder; e Matthew Walker, Instituto de Ciências Planetárias, Tucson. O trabalho foi apoiado em parte pela NASA.
