Em 2006, a sonda Cassini, da Nasa, registrou cortinas de gêiser saindo de fissuras semelhantes a “faixas de tigre” perto do polo sul da lua Encélado, satélite natural de Saturno. “Gêiser” é um termo usado para descrever uma nascente termal que entra em erupção periodicamente, lançando uma coluna de água quente e vapor para o ar. Segundo os cientistas responsáveis pela sonda, alguns desses jatos, às vezes, chegavam a jorrar 200 kg de água por segundo.
Um novo estudo sugere como o gelo em expansão durante ciclos de resfriamento de milênios pode, às vezes, romper a crosta gelada da lua e deixar seu oceano interno sair, fornecendo uma possível explicação para os gêiseres.
Encélado tem um diâmetro de cerca de 504 quilômetros – aproximadamente o comprimento do Reino Unido em seu ponto mais longo. A lua está coberta de gelo de 20 a 30 quilômetros de espessura, e a temperatura da superfície é de cerca de -201ºC.
Uma década de dados da missão Cassini forneceu evidências de um oceano líquido profundo dentro da concha gelada, escapando para o espaço através de um “criovulcanismo” contínuo. Como um lugar tão pequeno e frio pode sustentar tanta atividade geológica tem sido um enigma científico duradouro.
“Ele cativou a atenção dos cientistas e do público em geral”, disse Max Rudolph, professor assistente de geofísica da Universidade da Califórnia (AGU), em Davis, e principal autor do novo estudo, publicado no Geophysical Research Letters, jornal da AGU para estudos de alto impacto.
Rudolph e seus colegas executaram um modelo baseado em física para mapear as condições que poderiam permitir que as rachaduras da superfície chegassem ao oceano e causassem as erupções.
O modelo explica os ciclos de aquecimento e resfriamento que duram na escala de cem milhões de anos, associados a mudanças na órbita de Encélado em torno de Saturno. “Durante cada ciclo, a casca de gelo passa por um período de afinamento e um período de espessamento. O espessamento acontece através do congelamento na base da concha de gelo, que cresce para baixo como o gelo em um lago”, disse Rudolph.
A pressão exercida por esse gelo que se expande para baixo no oceano é um possível mecanismo que os pesquisadores propuseram para explicar os gêiseres de Encélado. À medida que a camada externa de gelo esfria e engrossa, a pressão aumenta no oceano embaixo porque o gelo tem mais volume do que a água. O aumento da pressão também gera estresse no gelo, que pode se tornar caminhos para o fluido atingir a superfície a 20 a 30 quilômetros de distância.
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Estudos anteriores já analisaram as fissuras da lua Encélado de Saturno
De acordo com o novo estudo, a pressão do oceano provavelmente seria suficiente para fazer as rachaduras das listras de tigre vistas na superfície de Encélado. No entanto, a pressão nunca seria grande o suficiente para expelir a água até a superfície, quando a pressurização do oceano e a contração térmica são levadas em consideração, descartando essa explicação proposta para o gêiser.
“Acho interessante que o modelo proposto possa explicar a formação de uma rachadura inicial que poderia ter levado à formação de múltiplas rachaduras (listras de tigre) no polo sul de Encélado”, disse Miki Nakajima, professor assistente de astronomia da Universidade de Rochester, que não estava envolvido no estudo de Rudolph. Ela considera a proposta da equipe de Rudolph “nobre e promissora”.
Por sua vez, Rudolph disse que um mecanismo proposto pela primeira vez por Nakajima e Andrew Ingersoll em um estudo de 2016 pode explicar as erupções. Esses pesquisadores propuseram que a água que entra nessas rachaduras é exposta ao espaço – Encélado não tem atmosfera – e ferve espontaneamente quando atinge o vácuo.
Rudolph disse que isso é consistente com a aparência da superfície de Encélado, que não mostra nenhuma evidência de fluxos de crio-lava vazando das rachaduras na superfície.
Enquanto isso, algumas evidências mostram que a lua Europa, de Júpiter, outro mundo gelado do tamanho da Lua da Terra, também pode ter erupções semelhantes, embora menos se saiba sobre a atividade que está acontecendo lá. “Esse mecanismo de pressão oceânica e erupção espontânea não pode explicar o criovulcanismo que pode estar acontecendo em Europa”, disse Rudolph.
Mais pesquisas e observações nessa lua são necessárias para determinar as possíveis causas dessas erupções. Rudolph aguarda com expectativa a missão Europa Clipper, para a qual uma espaçonave está sendo montada pela Nasa para aprender mais sobre os processos geológicos em Europa.
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