Europa tem cativado cientistas durante décadas porque um vasto oceano de água líquida pode estar escondido sob a sua superfície congelada.
Esse mar enterrado fez da lua gelada de Júpiter um dos locais mais promissores do sistema solar para investigar se poderiam existir condições adequadas para a vida fora da Terra. No entanto, uma nova investigação liderada pelo cientista da Rutgers, Lujendra Ojha, indica que alcançar material das profundezas do oceano de Europa pode ser muito mais difícil do que se pensava anteriormente.
Testando uma possível rota através do gelo de Europa
Num estudo publicado em Astronomia da NaturezaOjha e os seus colegas usaram simulações de computador para examinar se a água do oceano global de Europa poderia viajar para cima através de fraturas 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 muito abaixo.
“O mistério que queríamos resolver era se esta viagem é realmente possível”, disse Ojha, professor associado do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Escola de Artes e Ciências Rutgers. “A água líquida pode subir das profundezas do oceano de Europa em direção à superfície sem congelar ao longo do caminho?”
Os resultados sugerem que a viagem das profundezas do oceano para as camadas superiores do gelo é muito menos provável do que muitos cientistas supunham.
“Há uma concha gelada, há água por baixo e há toda essa especulação sobre como essa água pode vir das profundezas do subsolo e subir sem congelar no caminho”, disse Ojha. “Isso é realmente o que achamos que refutamos.”
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 originada nas profundezas do oceano lunar. Em vez disso, eles poderiam ter se formado quando seções da camada de gelo derreteram localmente.
A diferença é importante porque os cientistas são atraídos para Europa pela combinação de água líquida, química e energia, que são factores essenciais para avaliar se um ambiente pode suportar vida. Águas rasas seriam muito mais fáceis de investigar do que oceanos profundamente enterrados. Mas se esses reservatórios estiverem isolados do oceano, poderão oferecer pouca informação sobre o ambiente cientificamente mais atraente de Europa.
Europa Clipper e JUICE se aproximam de Júpiter
As descobertas surgem no momento em que duas missões principais viajam em direção ao sistema de 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 sobrevôos próximos de Europa. A missão Jupiter Icy 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 muito mais clara da concha congelada de Europa, da química da superfície e da potencial água subterrânea. O radar a bordo do Europa Clipper pode ajudar os investigadores a determinar se estão presentes reservatórios rasos e revelar o seu tamanho e estrutura.
Muito abaixo do exterior extremamente frio de Europa, um oceano global pode permanecer líquido porque a imensa força gravitacional de Júpiter estica e comprime repetidamente a lua. Esse movimento produz calor interno, que fica preso sob a espessa camada de gelo.
A água poderia subir através das fraturas?
O novo estudo examinou diques, que são fraturas estreitas que poderiam, teoricamente, servir como canais para a água do oceano subir através do gelo. O conceito lembra vagamente a maneira 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 advertiu que a comparação entre os dois processos tem limites claros.
“O gelo e a água líquida são fundamentalmente diferentes da lava e dos vulcões que vemos aqui na Terra”, disse ele. “Acho que falta alguma física fundamental aqui, e por isso queria explorar isso.”
Um factor que os modelos anteriores podem ter subestimado 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 moveria rápida e caoticamente, misturando-se repetidamente contra as paredes frias da fractura e transferindo rapidamente o seu calor para o gelo circundante.
“Essa água que vai subir será turbulenta”, disse Ojha. “Será para a esquerda e para a direita, para cima e para baixo, terá um movimento giratório. E quando isso acontecer, a água líquida esfriará muito, muito rápido à medida que se aproxima da superfície.”
Cristais de gelo podem obstruir o caminho
À medida que a água que sobe perde calor, ela pode ficar super-resfriada, permanecendo líquida mesmo depois de sua temperatura cair abaixo do ponto normal de congelamento. Nesse estado, pequenos cristais conhecidos como gelo frágil podem começar a se formar. Com o tempo, esses cristais podem acumular-se e bloquear a fratura.
De acordo com as simulações, fissuras estreitas podem congelar e fechar em questão de horas. Fraturas maiores podem transportar mais água em condições ideais, mas a turbulência torna mesmo essas situações muito menos favoráveis. A equipa descobriu que mover água suficiente para criar algumas das características visíveis da superfície de Europa exigiria fracturas que são irrealisticamente longas ou presentes em números invulgarmente grandes.
As descobertas apontam para uma versão de Europa na qual qualquer água líquida rasa pode ter-se formado separadamente do oceano global. Em vez de viajar para cima a partir de grandes profundidades, pode ter sido produzido quando o calor localizado derreteu porções da camada de gelo.
“O nosso trabalho sugere que a camada de gelo 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.”
