Os planetas exteriores estão rodeados por dezenas de luas envoltas em espessas camadas de gelo. Pensa-se que alguns destes mundos congelados, incluindo a lua de Saturno, Encélado, têm vastos oceanos de água líquida presos entre as suas crostas geladas e interiores rochosos. Como sabemos que a água líquida é essencial para a vida, estas luas estão entre os locais mais promissores do sistema solar para a procura de vida extraterrestre.
Um estudo foi publicado Astronomia da Natureza Explora o que pode estar acontecendo sob a superfície congelada e oferece novas explicações para as paisagens incomuns vistas em algumas dessas luas.
“Nem todas estas luas têm oceanos, mas sabemos que algumas têm”, disse Max Rudolph, professor associado de ciências da Terra e planetárias na Universidade da Califórnia, em Davis, e autor principal do artigo. “Estamos interessados nos processos que moldam a sua evolução ao longo de milhões de anos, e isso permite-nos pensar qual seria a expressão superficial do mundo oceânico.”
Como o calor das marés molda a Terra
Na Terra, características como montanhas e terremotos são impulsionadas pelo calor e pelo movimento de rochas nas profundezas do subsolo. Numa lua gelada, a água e o gelo desempenham o mesmo papel.
Estas luas são aquecidas pelas forças das marés geradas pelos planetas gigantes que as orbitam. As interações gravitacionais entre luas vizinhas podem fazer com que os níveis de aquecimento aumentem e diminuam ao longo do tempo. Quando o calor é intenso, as camadas de gelo podem derreter e ficar mais finas. Quando o aquecimento é facilitado, a casca volta a engrossar à medida que a água se acumula.
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 gelo aumenta a pressão sobre o xisto circundante. Esta pressão pode ajudar a criar características superficiais dramáticas em Encélado, como longas fissuras conhecidas como “listras de tigre”.
Quando o oceano escondido começa a ferver
Uma nova pesquisa examina o cenário oposto. O que acontece quando uma camada de gelo derrete por baixo e fica mais fina?
Segundo os pesquisadores, esse processo poderia causar a fervura do oceano subjacente.
À medida que o gelo se transforma em água líquida menos densa, a pressão dentro da lua diminui. A equipe calculou que com as pequenas luas geladas de Saturno, incluindo Mimas e Encélado, bem como Miranda orbitando Urano, a queda de pressão poderia ser significativa o suficiente para atingir o ponto triplo, o estado em que o gelo, a água líquida e o vapor de água podem coexistir.
Imagens de Miranda tiradas pela espaçonave Voyager 2 revelam montanhas enormes e montanhas íngremes conhecidas como coroa. Os investigadores sugerem que o mar em ebulição abaixo da superfície pode explicar como estas características interessantes foram formadas.
Por que o tamanho da lua é importante?
Mimas tem menos de 400 quilômetros de largura e muitas crateras, incluindo uma grande cratera de impacto que lhe valeu o apelido de “Estrela da Morte”. Embora pareça geologicamente inativo, Rudolph observa que uma ondulação subtil no seu movimento aponta para um oceano escondido abaixo. Como não se espera que a camada de gelo de Mimas se quebre devido à sua espessura, é possível que ainda exista um oceano na superfície da lua, embora ainda pareça inativo.
O tamanho desempenha um papel importante na forma como esses processos se desenrolam. Em luas geladas maiores como Titânia, outra lua de Urano, a queda de pressão causada pelo derretimento provavelmente romperia a calota polar antes de atingir o ponto triplo da água, descobriu a equipe. As características da superfície de Titânia podem, portanto, reflectir um ciclo em que a camada de gelo primeiro se afina e depois volta a engrossar.
Assim como estudar a geologia da Terra ajuda os cientistas a compreender como o nosso planeta evoluiu ao longo de milhares de milhões de anos, examinar o funcionamento interno 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 Manga, UC Berkeley; Alyssa Rhoden, Instituto de Pesquisa do Sudoeste, Boulder; e Matthew Walker, Instituto de Ciências Planetárias, Tucson. O trabalho foi parcialmente apoiado pela NASA.
