Europa tem intrigado os cientistas há décadas porque um vasto oceano de água líquida pode estar escondido sob a sua superfície congelada.
Esse oceano enterrado faz das luas geladas de Júpiter um dos locais mais promissores do sistema solar para investigar se podem existir condições adequadas para a vida fora da Terra. No entanto, uma nova investigação liderada pela cientista da Rutgers, Luzendra Ojha, indica que alcançar material das profundezas do oceano de Europa pode ser muito mais difícil do que se pensava anteriormente.
Uma possível rota através do gelo de Europa está sendo testada
Em um estudo publicado pelo Dr. Astronomia da NaturezaOjha e os seus colegas usaram simulações de computador para testar se a água do oceano global de Europa poderia escoar para cima através de fendas no gelo e acumular-se em reservatórios subterrâneos rasos. Se tais bolsas existirem, as futuras naves espaciais poderão potencialmente detectá-las ou amostrá-las mais facilmente do que o oceano abaixo.
“O mistério que queríamos resolver era se esta viagem era realmente possível”, disse Ojha, professor associado do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Escola de Artes e Ciências Rutgers. “Será que a água líquida das profundezas do oceano de Europa poderia subir à superfície sem congelar ao longo do caminho?”
Os resultados sugerem que a viagem das profundezas do oceano até às camadas superiores do gelo é muito menor do que muitos cientistas pensavam.
“Há uma camada de gelo, há água por baixo e toda essa especulação sobre como essa água poderia vir das profundezas do subsolo e subir sem se transformar em gelo ao longo do caminho”, disse Ojha. “Isso é realmente o que achamos que provamos estar errado.”
Águas rasas podem ter uma fonte diferente
A conclusão pode afetar significativamente a forma como os cientistas interpretam as futuras descobertas em Europa. Se a sonda detectar bolsas rasas de água líquida abaixo da superfície, esses reservatórios podem não conter água originária do oceano profundo da Lua. Em vez disso, eles podem se formar quando partes da camada de gelo derretem localmente.
A distinção é importante porque os cientistas são atraídos para Europa pela sua combinação de água líquida, química e energia, todos factores essenciais para avaliar se um ambiente pode suportar vida. Águas rasas seriam muito mais fáceis de explorar do que um oceano profundamente enterrado. Mas se esses reservatórios estiverem isolados do mar, poderão fornecer pouca informação sobre o ambiente cientificamente mais atraente da Europa.
Europa Clipper e Júpiter se aproximam de Júpiter
As descobertas surgem no momento em que duas grandes missões viajam em direção a Júpiter. A missão Europa Clipper da NASA foi lançada em outubro de 2024 e deverá chegar a Júpiter em abril de 2030. Ela orbitará o planeta e completará 49 sobrevoos próximos à Europa. A missão Jupiter IC Moons Explorer da Agência Espacial Europeia, conhecida como JUICE, foi lançada em abril de 2023 e está programada para chegar a Júpiter em julho de 2031.
Juntas, espera-se que as sondas forneçam uma imagem mais clara da concha congelada de Europa, da química da superfície e da possível água subterrânea. O radar no Europa Clipper pode ajudar os pesquisadores a determinar se reservatórios rasos estão presentes e revelar seu tamanho e composição.
Muito abaixo do exterior extremamente frio de Europa, pode existir um oceano global tão líquido quanto a imensa força gravitacional de Júpiter expande e contrai repetidamente a lua. Esse movimento gera calor interno, que fica preso sob a espessa camada de gelo.
A água pode subir através das fraturas?
O novo estudo examinou diques, que são fraturas estreitas que poderiam, teoricamente, atuar como canais para a água do mar fluir através do gelo. O conceito é semelhante ao modo como a rocha derretida viaja através das rachaduras na crosta terrestre antes de contribuir para as erupções vulcânicas. Em mundos congelados, atividades semelhantes envolvendo água e gelo em vez de rocha derretida são chamadas de criovulcanismo.
Ojha adverte que existem limites claros para a comparação entre os dois processos.
“O gelo e a água líquida são fundamentalmente diferentes da lava e dos vulcões que vemos na Terra”, disse ele. “Acho que falta alguma física fundamental aqui, e por isso queria explorar isso.”
Um fator que pode fazer com que os modelos anteriores sejam subestimados é a turbulência. Simulações anteriores frequentemente presumiam que a água subiria através do gelo de Europa num fluxo relativamente suave e organizado. A investigação liderada por Rutgers sugere, em vez disso, que a água se moverá rápida e caoticamente, misturando-se com as paredes frias de fracturas repetidas e transferindo rapidamente o seu calor para o gelo circundante.
“Esta água que vai subir será turbulenta”, disse Ojha. “Vai ir para a esquerda e para a direita, vai subir e descer, vai ter um movimento giratório. E quando isso acontecer, a água líquida vai esfriar muito rapidamente à medida que se aproxima da superfície.”
Cristais de gelo podem bloquear o caminho
À medida que a água que sobe perde calor, ela pode ficar super-resfriada, permanecendo líquida mesmo depois que a temperatura cai abaixo do congelamento normal. Nessa condição, pequenos cristais conhecidos como gelo quebradiço podem começar a se formar. Com o tempo, esses cristais podem acumular-se e bloquear a fratura.
De acordo com as simulações, as fissuras estreitas poderiam fechar em poucas horas. Fraturas maiores podem transportar mais água em condições ideais, mas a turbulência torna mesmo essas condições muito menos favoráveis. A equipa descobriu que mover água suficiente para criar algumas das características visíveis da superfície de Europa exigiria um número de fracturas irrealisticamente longo ou invulgarmente grande.
As descobertas apontam para uma versão de Europa onde uma água líquida rasa pode ter-se formado separadamente do oceano global. Em vez de viajar para cima a partir de grandes profundidades, pode ser gerado pelo derretimento local do calor na camada de gelo.
“O nosso trabalho sugere que a camada gelada de Europa pode ser uma barreira mais forte entre o oceano e a superfície do que se supunha anteriormente”, disse Ojha. “Isso ajuda futuras missões a interpretar o que encontram e a entender melhor onde procurar sinais de habitabilidade.”
