Os planetas externos são rodeados por dezenas de luas presas em camadas espessas de gelo. Algumas dessas mundos congelados, incluindo a lua de Saturno, Encélado, são acreditadas como contendo vastos oceanos de água líquida aprisionados entre sua crosta de gelo e interiores rochosos. Como a água líquida é essencial para a vida como a conhecemos, essas luas estão entre os lugares mais promissores do sistema solar para a busca de vida extraterrestre.
Um estudo publicado na Nature Astronomy explora o que pode estar acontecendo bem abaixo de suas superfícies congeladas e oferece novas explicações para as paisagens incomuns vistas em várias dessas luas.
“Nem todas essas luas são conhecidas por ter oceanos, mas sabemos que algumas têm”, disse Max Rudolph, professor associado de ciências da terra e planetárias na Universidade da Califórnia, Davis e autor principal do artigo. “Estamos interessados nos processos que moldam sua evolução ao longo de milhões de anos e isso nos permite pensar sobre qual seria a expressão superficial de um mundo oceânico.”
Como o Aquecimento das Marés Molda Mundos Gelados
No planeta Terra, características como montanhas e terremotos são impulsionadas pelo calor e pelas rochas em movimento nas profundezas. Nas luas geladas, a água e o gelo desempenham esse mesmo papel.
Essas luas são aquecidas por forças de maré geradas pelos enormes planetas que orbitam. Interações gravitacionais entre luas vizinhas podem causar aumentos e quedas nos níveis de aquecimento ao longo do tempo. Quando o aquecimento se intensifica, a crosta de gelo pode derreter e se tornar mais fina. Quando o aquecimento diminui, a crosta engrossa novamente à medida que a água reprocessa.
Em trabalhos anteriores, Rudolph e seus colegas estudaram o que acontece quando a crosta de gelo se torna mais espessa. Como o gelo ocupa mais espaço do que a água líquida, o congelamento aumenta a pressão sobre a crosta circundante. Essa pressão pode ajudar a criar características dramáticas na superfície, como as longas fraturas conhecidas como as “faixas de tigre” em Encélado.
Quando Oceanos Ocultos Começam a Ferver
O novo estudo examina o oposto. O que acontece quando a crosta de gelo derrete de baixo para cima e se torna mais fina?
De acordo com os pesquisadores, esse processo pode fazer com que o oceano subjacente comece a ferver.
À medida que o gelo se transforma em água líquida menos densa, a pressão dentro da lua diminui. A equipe calculou que em luas geladas menores, incluindo Mimas de Saturno e Encélado, assim como Miranda orbitando Urano, a queda de pressão pode ser significativa o suficiente para alcançar o ponto triplo, a condição na qual gelo, água líquida e vapor de água podem existir juntas.
Imagens de Miranda, obtidas pela sonda Voyager 2, revelam enormes cristas e penhascos íngremes conhecidos como coroa. Os pesquisadores sugerem que a ebulição do oceano sob a superfície pode explicar como essas características impressionantes se formaram.
Por que o Tamanho da Lua Importa
Mimas tem menos de 400 quilômetros de largura e é fortemente craterada, incluindo uma enorme cratera de impacto que lhe confere o apelido de “Estrela da Morte”. Embora pareça geologicamente inativa, Rudolph observou que um leve balanço em seu movimento sugere a presença de um oceano oculto abaixo. Como a crosta de gelo em Mimas não deve fraturar à medida que se torna mais fina, é possível que a lua possua um oceano enquanto ainda parece inativa na superfície.
O tamanho desempenha um papel crítico em como esses processos se desenrolam. Em luas geladas maiores, como Titania, outra lua de Urano, a queda de pressão causada pelo derretimento provavelmente faria com que a crosta de gelo se fragmentasse antes de alcançar o ponto triplo da água, descobriu a equipe. As características da superfície de Titania podem, portanto, refletir um ciclo em que a crosta de gelo se tornou mais fina e depois engrossou novamente.
Assim como o estudo da geologia da Terra ajuda os cientistas a entender como nosso planeta evoluiu ao longo de bilhões de anos, examinar a atividade interna das luas geladas oferece pistas sobre por que suas superfícies parecem como são hoje, disse Rudolph.
Os co-autores do artigo são: Michael Manga, UC Berkeley; Alyssa Rhoden, Southwest Research Institute, Boulder; e Matthew Walker, Planetary Science Institute, Tucson. O trabalho foi apoiado em parte pela NASA.
