Você pode dizer muito sobre um corpo planetário apenas olhando para sua superfície, especialmente se ele tiver crateras. Veja Europa, por exemplo. Tem uma superfície bastante jovem – algo entre 50 e 100 milhões de anos. Isso é praticamente “novo” quando comparado com a idade do Sistema Solar. E a crosta gelada de Europa é bastante lisa, com apenas algumas crateras para mudar a topografia.
Os cientistas planetários já sabem que a superfície gelada de Europa é uma concha fina sobre um grande oceano interior de água salgada. Quão magro? Para descobrir, uma equipe de pesquisadores liderada por Brandon Johnson e Shigeru Wakita, da Universidade Purdue, estudou imagens de grandes crateras em Europa. Eles usaram o que viram, juntamente com uma variedade de características físicas, para criar modelos computacionais dessa concha. “Estimativas anteriores mostravam uma camada de gelo muito fina sobre um oceano espesso”, disse Wakita. “Mas a nossa investigação mostrou que é necessária uma camada espessa – tão espessa que a convecção no gelo, que já foi debatida anteriormente, é provável.”
A espessura dessa concha pode muito bem influenciar a existência ou não de vida em Europa. A sua existência é um tema de intenso interesse, uma vez que Europa poderia fornecer um ecossistema razoavelmente habitável para a vida. Tem água, calor e materiais orgânicos para a vida comer. Isso torna a procura de vida na Europa bastante importante. Então, o que as crateras têm a ver com tudo isso?
Mais sobre crateras
As crateras de impacto realizam muita jardinagem no Sistema Solar, de acordo com Johnson. Ele é o primeiro autor de um artigo publicado recentemente que discute estas características na Europa. “As crateras são encontradas em quase todos os corpos sólidos que já vimos. Eles são um grande impulsionador da mudança nos corpos planetários”, disse ele.
Apenas olhando imagens de diferentes mundos no Sistema Solar, podemos ver algumas superfícies com muitas crateras. A Lua é um bom exemplo, assim como Marte. E vemos isso em muitos dos corpos menores, como as luas dos gigantes gasosos e gelados. Quanto mais crateras vemos, mais antiga é a superfície. Em alguns lugares, múltiplas crateras sobrepostas indicam uma superfície muito antiga. Noutros locais, como em Europa, as crateras são em menor número e mais distantes entre si. Algo “pavimentou” as crateras de tal forma que qualquer uma que possamos ver foi feita após o evento de repavimentação. Além disso, as crateras revelam informações sobre a superfície e também sobre a “subsuperfície” de Europa.
“Quando uma cratera de impacto se forma, ela está essencialmente sondando a estrutura subterrânea de um corpo planetário”, disse Johnson. “Ao compreender os tamanhos e formas das crateras em Europa e reproduzir a sua formação com simulações numéricas, somos capazes de inferir informações sobre a espessura da sua camada de gelo.”
O que as crateras de Europa nos dizem
Esta pequena lua é um enigma envolto em gelo cintilante. Sua superfície congelada esconde um núcleo interno rochoso coberto por um oceano de água salgada. Tal como a Terra, experimenta placas tectónicas de superfície, impulsionadas pelo aquecimento da região central. No interior, esse aquecimento impulsiona correntes de água mais quente a partir do núcleo. Essa água é forçada a subir à superfície, onde congela e cria uma nova camada que cobre quaisquer outras características. Esse ressurgimento acontece a cada 50 a 100 milhões de anos.
Os impactadores que chegam esculpem novas crateras naquela superfície “renovada”, o que dá aos cientistas algumas crateras bastante fáceis de estudar. No entanto, eles não são muito profundos, o que diz muito aos cientistas sobre a estrutura da concha gelada. Johnson, Wakita e a sua equipa estudaram imagens da sonda Galileo para analisar as crateras de Europa. Em particular, concentraram-se em duas bacias com vários anéis fotografadas nesta lua. Eles mostram dois ou mais anéis concêntricos ao redor do ponto de impacto que os criou. Essas bacias são bastante raras e geralmente indicam algum tipo de grande impacto energético. Em Europa, o seu aparecimento e formação dão pistas sobre a espessura da concha gelada e a sua estrutura térmica, o que é uma forma de compreender como a concha conduz o calor.
Bacias de crateras com vários anéis contam uma história
Em seu estudo, a equipe de Purdue simulou uma bacia com vários anéis com espessuras variadas de gelo. Essas espessuras influenciam o grau de aquecimento das marés na própria concha. Eles também ajudam os cientistas a compreender como ocorre a troca de calor entre o fundo da concha e o oceano subjacente. A equipa descobriu que as camadas de gelo com espessura superior a 15 quilómetros não apresentam os tipos de bacias com vários anéis que existem em Europa. No entanto, um mais grosso sim. Em particular, a simulação de melhor ajuste utilizou uma casca com mais de 20 quilômetros de espessura. Consiste em duas camadas: uma “tampa” condutora de 6 a 8 quilômetros de espessura que cobre uma camada de gelo quente e convectivo.
Além de estudar as crateras, a equipa também analisou os tipos de impactadores necessários para criar essas bacias com vários anéis em Europa. A partir das estruturas vistas nas imagens do Galileo, concluíram que os impactadores precisariam ter cerca de 1,5 quilómetros de raio para criar as bacias com vários anéis. Os menores não criariam as estruturas que viram, e os impactadores maiores resultariam em crateras e anéis de aparência muito diferente.
E quanto a outros mundos?
Europa não é o único mundo em Júpiter com uma crosta gelada. Tanto Ganimedes quanto Calisto também apresentam crateras, com bacias com múltiplos anéis. Isto nos diz que esses mundos também precisam ter crostas geladas suficientemente espessas para que tais bacias possam se formar. Cientistas planetários sugeriram que as suas crostas têm pelo menos 80 a 105 quilómetros de espessura. No seu artigo, as equipas de Purdue sugerem que, uma vez que a crosta de Europa tem provavelmente pelo menos 20 quilómetros de espessura (se não mais), também é provável que Ganimedes e Calisto tenham crostas muito mais espessas do que as previsões atuais sugerem.
Finalmente, embora o artigo não aborde especificamente este assunto, o facto de os cientistas poderem deduzir o tamanho do impactador a partir das características das crateras resultantes fornece informações sobre os tamanhos dos impactadores disponíveis no “espaço aéreo” jupiteriano. Para sustentar este tipo de bacias com vários anéis, é necessária uma boa população de impactadores consideráveis para fazer o trabalho. Além disso, o fato de Europa ter sido “renovada” tão recentemente realmente dá uma pista sobre o impacto ambiental no sistema de Júpiter. Embora Ganimedes e Calisto tenham superfícies muito antigas, a existência de gelo “fresco” em vários locais de crateras diz-nos que ainda estão a ser bombardeados nos últimos tempos, embora não estejam a ressurgir ativamente. Todos estes são dados adicionais a considerar ao compreender a habitabilidade dos ambientes, particularmente em Europa (e possivelmente em locais como Encélado em Saturno).
“Compreender a espessura do gelo é vital para teorizar sobre a possível vida em Europa”, disse Johnson. “A espessura da camada de gelo controla que tipo de processos estão acontecendo dentro dela, e isso é muito importante para compreender a troca de material entre a superfície e o oceano. É isso que nos ajudará a compreender como ocorrem todos os tipos de processos em Europa – e a compreender a possibilidade de vida.”
Para maiores informações
Cientistas planetários usam física e imagens de crateras de impacto para medir a espessura do gelo na Europa
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Fonte: InfoMoney
