Universo Hoje teve o privilégio de passar os últimos meses se aventurando em uma infinidade de disciplinas científicas, incluindo crateras de impacto, superfícies planetárias, exoplanetas, astrobiologia, física solar, cometas, atmosferas planetárias, geofísica planetária, cosmoquímica, meteoritos, radioastronomia, extremófilos, orgânicos química e buracos negros, e sua importância para ajudar a ensinar os cientistas e o público sobre o nosso lugar no cosmos.
Aqui, discutimos o intrigante campo do criovulcanismo com Dra. Rosaly Lopes, que é Cientista da Diretoria de Ciência Planetária e Cientista Pesquisador Sênior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, sobre a importância de estudar o criovulcanismo, exemplos em todo o sistema solar, o que o criovulcanismo pode nos ensinar sobre como encontrar vida além da Terra, aspectos interessantes do estudo criovulcanismo e conselhos para futuros alunos que desejam estudar criovulcanismo. Então, qual é a importância de estudar o criovulcanismo?
Referências do Dr. Lopes Geissler (2015) e conta Universo Hoje“Meu colega Paul Geissler definiu bem: ‘A erupção de fases líquidas ou de vapor (com ou sem sólidos arrastados) de água ou outros voláteis que seriam congelados na temperatura normal da superfície gelada do satélite’.
Embora associemos o vulcanismo na Terra como sendo quando o magma quente irrompe do interior da Terra em uma chama ardente e derrete tudo em seu caminho, o criovulcanismo é o estudo do vulcanismo do gelo, como “crio” é definiram como “gelado” ou “geada”. O termo foi usado pela primeira vez em um resumo na Geological Society of America (GSA) de 1987, Resumo com Programas de Steven K. Croft e desde então tem sido usado para descrever vulcões de gelo em todo o sistema solar. Termos adicionais usados no contexto do criovulcanismo incluem criomagma e criolava – comparáveis ao magma e lava de vulcões tradicionais – e edifício criovulcânico – comparável aos vulcões-escudo tradicionais vistos na Terra e em outros corpos planetários (ou seja, Marte e Vênus). Portanto, quais são alguns exemplos de criovulcanismo em nosso sistema solar?
Dr. Lopes conta Universo Hoje, “Vemos criovulcanismo ativo em Encélado e sinais de criovulcanismo passado em Titã, Europa, Ganimedes e até mesmo Io (SO2 em vez de água).” Dr. Lopes discorre mais sobre o vulcanismo ativo e passado em um Capítulo de livro de 2010também.
A razão pela qual vemos criovulcanismo ativo na lua de Saturno, Enceladus, é devido ao grande oceano de água líquida que possui sob sua crosta gelada, com a espaçonave Cassini da NASA não apenas tendo fotografado plumas ativas em erupção do pólo sul de Enceladus “Tiger Stripes”, mas também a Cassini também voou através das plumas em março de 2008usando seu espectrômetro de massa neutra e de íons (INMS) para identificar vapor de água, dióxido de carbono, monóxido de carbono e materiais orgânicos, cujos níveis eram mais altos do que a equipe da Cassini havia suposto antes do sobrevoo.
A maior lua de Saturno, Titã, abriga corpos de metano e etano líquidos em sua superfície devido às temperaturas frias da superfície de -182,55 graus Celsius (-296,59 graus Fahrenheit), enquanto o metano e o etano existem estritamente como gases na Terra. Em relação às evidências de criovulcanismo passado em Titã, a espaçonave Cassini descobriu Mons da Perdição em 2005 e Monte Erebor em 2007, sendo ambos atualmente geralmente aceitos como criovulcões. Além disso, a Cassini usou seus instrumentos de radar em 2018 para identificar a topografia de Titã que foi identificada como a “melhor evidência” de um criovulcão em Titã.
Como Encélado, as duas luas galileanas de Júpiter, Europa e Ganimedes, exibiram evidências significativas de que ambas contêm oceanos líquidos interiores sob suas crostas geladas, e a missão Europa Clipper da NASA está programada para ser lançada em outubro deste ano para explorar este mundo gelado em detalhes assim que chegar em algum momento. em 2030. Além disso, a missão Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) da Agência Espacial Europeia foi lançada em abril de 2023 com o objetivo de estudar Ganimedes em detalhes e está atualmente programada para entrar na órbita de Ganimedes no final de 2034.
Em relação às evidências de criovulcanismo passado na Europa, os cientistas postulado em 2020 que as plumas observadas emanando de Europa poderiam ter origem diretamente na crosta gelada. Para Ganimedes, específico características de superfície conhecidas como paterae indicaram “regiões criovulcânicas potenciais”, mas os cientistas permanecem céticos e listaram essas características como algo que a missão JUICE deveria investigar mais profundamente.
Mundos adicionais em nosso sistema solar que também exibem evidências passadas ou atuais de criovulcanismo incluem o planeta anão, Ceres; a lua de Netuno, Tritão; o planeta anão, Plutão e sua lua, Caronte; e outros planetas anões também. Portanto, com esta infinidade de mundos que exibem evidências atuais ou passadas de criovulcanismo dentro do nosso sistema solar, o que o criovulcanismo pode nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra?
Dr. Lopes conta Universo Hoje, “Para que a vida como a conhecemos exista, precisamos de água e energia – o criovulcanismo fornece o calor (energia) e é uma forma de trazer material que pode ter bioassinaturas para a superfície dos corpos. Se o material permanecer no oceano sob uma crosta de gelo, poderá levar muitas décadas até que possamos amostrá-lo.”
Sobre os aspectos mais interessantes sobre o criovulcanismo que estudou ao longo de sua carreira, a Dra. Lopes conta Universo Hoje“Encontrar Doom Mons e Erebor Mons em Titã foi muito emocionante, pois são a evidência mais convincente que temos de que o criovulcanismo aconteceu em Titã.”
Como as outras disciplinas científicas que Universo Hoje explorou, o campo do criovulcanismo envolve a colaboração de cientistas de diversas áreas, incluindo vulcanologia, geologia planetária, física e ciência da computação. Com isso, os cientistas podem criar modelos computacionais de criovulcanismo com base em dados existentes, juntamente com o uso de imagens de orbitadores para confirmar ou atualizar seus modelos para determinar os processos por trás do criovulcanismo que observaram. Portanto, que conselho o Dr. Lopes pode oferecer aos futuros alunos que desejam estudar o criovulcanismo?
Dr. Lopes conta Universo Hoje, “A física do processo ainda não é bem compreendida. Experimentos de laboratório são valiosos. Eles deveriam ler a literatura e descobrir como avançar em seu entendimento.”
Como o criovulcanismo nos ensinará sobre o nosso lugar no universo nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
