Hora extra, a água fria do oceano penetra no núcleo poroso da lua. Bolsões de água que atingem profundamente o interior são aquecidos pelo contato com a rocha no interior aquecido pelas marés e, subsequentemente, aumentam devido à flutuabilidade positiva, levando a uma maior interação com as rochas. O calor depositado na fronteira entre o fundo do mar e o oceano alimenta as fontes hidrotermais. Calor e partículas rochosas são transportadas através do oceano, desencadeando o derretimento localizado na camada de gelo acima. Isso leva à formação de fissuras, a partir do qual jatos de vapor d'água e partículas rochosas do fundo do mar são ejetados para o espaço. No gráfico, a 'fatia' interna é um trecho de um novo modelo que simulava esse processo. O brilho laranja representa as partes do núcleo onde as temperaturas atingem pelo menos 90 ° C. O aquecimento das marés devido ao atrito que surge entre as partículas no núcleo poroso fornece uma fonte importante de energia, mas não é ilustrado neste gráfico. O aquecimento das marés resulta principalmente da atração gravitacional de Saturno. Crédito:Superfície:NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute; interior:LPG-CNRS / U. Nantes / U. Irrita. Composição gráfica:ESA
Calor suficiente para alimentar a atividade hidrotérmica dentro da lua oceânica de Saturno Enceladus por bilhões de anos poderia ser gerado através da fricção das marés se a lua tivesse um núcleo altamente poroso, um novo estudo descobre, trabalhando em favor da lua como um mundo potencialmente habitável.
Um artigo publicado em Astronomia da Natureza hoje apresenta o primeiro conceito que explica as principais características de Enceladus de 500 km de diâmetro observadas pela espaçonave internacional Cassini ao longo de sua missão, que terminou em setembro.
Isso inclui um oceano global salgado abaixo de uma camada de gelo com uma espessura média de 20-25 km, desbaste para apenas 1–5 km na região do pólo sul. Lá, jatos de vapor d'água e grãos gelados são lançados por meio de fissuras no gelo. A composição do material ejetado medida pela Cassini incluiu sais e pó de sílica, sugerindo que eles se formam através da água quente - pelo menos 90 ° C - interagindo com a rocha no núcleo poroso.
Essas observações requerem uma grande fonte de calor, cerca de 100 vezes mais do que o esperado para ser gerado pela decadência natural de elementos radioativos em rochas em seu núcleo, bem como um meio de concentrar a atividade no pólo sul.
Acredita-se que o efeito das marés de Saturno esteja na origem das erupções que deformam a casca de gelo por movimentos push-pull enquanto a lua segue um caminho elíptico ao redor do planeta gigante. Mas a energia produzida pela fricção das marés no gelo, por si próprio, seria muito fraco para contrabalançar a perda de calor vista do oceano - o globo congelaria em 30 milhões de anos.
Como Cassini mostrou, a lua ainda está extremamente ativa, sugerindo que algo mais está acontecendo.
Plumas dramáticas, grandes e pequenos, borrife gelo de água de muitos locais ao longo das 'listras de tigre' perto do pólo sul da lua de Saturno, Encélado. As listras de tigre são fissuras que espalham partículas de gelo, vapor de água e compostos orgânicos. Mais de 30 jatos individuais de tamanhos diferentes podem ser vistos nesta imagem, que é um mosaico criado a partir de duas imagens de alta resolução capturadas quando a Cassini passou por Enceladus e pelos jatos em 21 de novembro de 2009. Esta vista foi obtida a uma distância de cerca de 14.000 km de Enceladus. Crédito:Agência Espacial Europeia
"Onde Encélado obtém energia sustentada para permanecer ativo sempre foi um pouco misterioso, mas agora consideramos em mais detalhes como a estrutura e composição do núcleo rochoso da lua podem desempenhar um papel fundamental na geração da energia necessária, "diz o autor principal Gaël Choblet, da Universidade de Nantes, na França.
Nas novas simulações, o núcleo é feito de não consolidado, facilmente deformável, rocha porosa que a água pode facilmente permear. Como tal, a água líquida fria do oceano pode infiltrar-se no núcleo e aquecer gradualmente através da fricção das marés entre os fragmentos de rocha em deslizamento, conforme fica mais profundo.
A água circula no núcleo e sobe porque é mais quente que o ambiente. Em última análise, esse processo transfere o calor para a base do oceano em plumas estreitas, onde interage fortemente com as rochas. No fundo do mar, essas plumas desembocam no oceano mais frio.
Prevê-se que apenas um ponto quente no fundo do mar libere até 5 GW de energia, correspondendo aproximadamente à energia geotérmica anual consumida na Islândia.
Esses pontos quentes no fundo do mar geram plumas oceânicas que se elevam a alguns centímetros por segundo. Não apenas as plumas resultam no forte derretimento da crosta de gelo acima, mas também podem transportar pequenas partículas do fundo do mar, de semanas a meses, que são então lançados no espaço pelos jatos de gelo.
Além disso, os modelos de computador dos autores mostram que a maior parte da água deve ser expelida das regiões polares da lua, com um processo descontrolado levando a pontos quentes em áreas localizadas, e, portanto, uma camada de gelo mais fina diretamente acima, consistente com o que foi inferido da Cassini.
Esta sequência de imagens do filme é da última observação dedicada da pluma de Enceladus por Cassini. As imagens foram obtidas ao longo de aproximadamente 14 horas enquanto as câmeras da Cassini olhavam para o ativo, lua gelada. A vista durante toda a sequência é do lado noturno da lua, mas a perspectiva de Encélado de Cassini muda durante a sequência. O filme começa com uma visão da parte da superfície iluminada pela luz refletida de Saturno e faz a transição para um terreno completamente não iluminado. O tempo de exposição das imagens muda na metade da sequência, para tornar visíveis os detalhes mais suaves. (A mudança também torna as estrelas de fundo visíveis.) As imagens nesta sequência de filme foram tiradas em 28 de agosto de 2017, usando a câmera de ângulo estreito da Cassini. As imagens foram adquiridas a uma distância de Enceladus que passou de 1,1 milhão a 868 mil km. A escala da imagem muda durante a sequência, de 7 a 5 km / pixel. A missão Cassini é um projeto cooperativo da NASA, ESA e a Agência Espacial Italiana. Crédito:Agência Espacial Europeia
"Nossas simulações podem explicar simultaneamente a existência de um oceano em escala global devido ao transporte de calor em grande escala entre o interior profundo e a camada de gelo, e a concentração da atividade em uma região relativamente estreita em torno do pólo sul, explicando assim as principais características observadas pela Cassini, "diz o co-autor Gabriel Tobie, também da Universidade de Nantes.
Os cientistas dizem que as interações eficientes entre rocha e água em um núcleo poroso massageado pela fricção das marés podem gerar até 30 GW de calor ao longo de dezenas de milhões a bilhões de anos.
"Futuras missões capazes de analisar as moléculas orgânicas na pluma de Enceladus com uma precisão maior do que a Cassini seria capaz de nos dizer se as condições hidrotermais sustentadas poderiam ter permitido a vida emergir, "diz Nicolas Altobelli, Cientista do projeto Cassini da ESA.
Uma futura missão equipada com radar de penetração no gelo também seria capaz de restringir a espessura do gelo, e sobrevôos adicionais - ou uma nave orbital - melhorariam os modelos do interior, verificação adicional da presença de plumas hidrotermais ativas.
"Estaremos voando instrumentos de próxima geração, incluindo radar de penetração no solo, às luas oceânicas de Júpiter na próxima década com a missão JUICE da ESA, que tem a tarefa específica de tentar compreender a habitabilidade potencial dos mundos oceânicos no Sistema Solar exterior, "acrescenta Nicolas.
