p Entre 4 de julho e 6 de julho, 2019, uma sequência de terremotos poderosos retumbou perto de Ridgecrest, Califórnia, desencadeando mais de 10, 000 tremores secundários ao longo de um período de seis semanas. Vendo uma oportunidade, pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e Caltech voaram instrumentos presos a balões de alta altitude sobre a região na esperança de fazer a primeira detecção de um terremoto de ocorrência natural. O objetivo deles:testar a tecnologia para aplicações futuras em Venus, onde balões equipados com instrumentos científicos poderiam flutuar sobre a superfície extremamente inóspita do planeta. p E eles conseguiram. Em 22 de julho, barômetros altamente sensíveis (instrumentos que medem mudanças na pressão do ar) em um dos balões detectaram as ondas sonoras de baixa frequência causadas por um tremor no solo.

p Em seu novo estudo, publicado em 20 de junho em Cartas de pesquisa geofísica , a equipe por trás dos balões descreve como uma técnica semelhante pode ajudar a revelar os mistérios mais íntimos de Vênus, onde as temperaturas da superfície são altas o suficiente para derreter o chumbo e as pressões atmosféricas são altas o suficiente para esmagar um submarino.

p Estrondos planetários

p Aproximadamente do tamanho da Terra, Acredita-se que Vênus já foi mais hospitaleiro antes de evoluir para um lugar notavelmente diferente de nosso mundo habitável. Os cientistas não sabem ao certo por que isso aconteceu.

p Uma maneira importante de entender como um planeta rochoso evoluiu é estudar o que está dentro, e uma das melhores maneiras de fazer isso é medir as ondas sísmicas que saltam abaixo de sua superfície. Na terra, diferentes materiais e estruturas refratam essas ondas subterrâneas de maneiras diferentes. Ao estudar a força e a velocidade das ondas produzidas por um terremoto ou explosão, sismólogos podem determinar o caráter das camadas rochosas abaixo da superfície e até mesmo localizar reservatórios de líquido, como óleo ou água. Essas medições também podem ser usadas para detectar atividade vulcânica e tectônica.

p "Muito do nosso conhecimento sobre o interior da Terra - como ele esfria e sua relação com a superfície, onde a vida reside - vem da análise das ondas sísmicas que atravessam regiões tão profundas quanto o núcleo interno da Terra, "disse Jennifer M. Jackson, o William E. Leonhard Professor de Física Mineral no Laboratório Sismológico da Caltech e um co-autor do estudo. "Dezenas de milhares de sismômetros baseados em terra povoam redes espacialmente densas ou permanentes, habilitando essa possibilidade na Terra. Não temos esse luxo em outros corpos planetários, particularmente em Vênus. As observações da atividade sísmica fortaleceriam nossa compreensão dos planetas rochosos, mas o ambiente extremo de Vênus exige que investiguemos novas técnicas de detecção. "

p JPL e Caltech têm desenvolvido esta técnica de sismologia baseada em balão desde 2016. Como as ondas sísmicas produzem ondas sonoras, a informação é traduzida da subsuperfície para a atmosfera. A ciência valiosa pode então ser obtida estudando as ondas sonoras do ar da mesma forma que os sismólogos estudariam as ondas sísmicas do solo.

p Se isso pudesse ser alcançado em Vênus, os cientistas terão encontrado uma maneira de estudar o interior enigmático do planeta sem ter que pousar nenhum hardware em sua superfície extrema.

p O Ridgecrest treme

p Durante os tremores posteriores à sequência do terremoto Ridgecrest de 2019, Attila Komjathy, do JPL, e seus colegas lideraram a campanha lançando dois balões "heliotrópicos". Com base em um projeto desenvolvido pelo co-autor do estudo Daniel Bowman, do Sandia National Laboratories em Albuquerque, Novo México, os balões sobem a altitudes de cerca de 11 a 15 milhas (18 a 24 quilômetros) quando aquecidos pelo sol e retornam ao solo ao anoitecer. Enquanto os balões flutuavam, barômetros eles carregavam mudanças medidas na pressão do ar sobre a região enquanto as vibrações acústicas fracas dos tremores secundários viajavam pelo ar.

p "Tentar detectar terremotos naturais causados ​​por balões é um desafio, e quando você olha os dados pela primeira vez, você pode se sentir desapontado, como a maioria dos terremotos de baixa magnitude não produzem fortes ondas sonoras na atmosfera, "disse Quentin Brissaud, um sismólogo do Laboratório Sismológico da Caltech e do Norwegian Sismic Array (NORSAR) em Oslo, Noruega. "Todos os tipos de ruído ambiental são detectados; até os próprios balões geram ruído."

p Durante os testes anteriores, os pesquisadores detectaram os sinais acústicos das ondas sísmicas geradas por um martelo sísmico (uma massa pesada que é jogada ao solo), bem como explosivos detonados no solo abaixo de balões amarrados. Mas os pesquisadores poderiam fazer o mesmo com balões flutuantes acima de um terremoto natural? O principal desafio entre outros:Não havia garantia de que um terremoto aconteceria enquanto os balões estivessem no ar.

p Em 22 de julho, eles tiveram uma chance de sorte:sismômetros baseados em terra registraram um tremor secundário de magnitude 4,2 a quase 50 milhas (80 quilômetros) de distância. Cerca de 32 segundos depois, um balão detectou uma vibração acústica de baixa frequência - um tipo de onda sonora abaixo do limiar da audição humana chamada infra-som - passando por ele enquanto ele subia a uma altitude de quase 3 milhas (4,8 quilômetros). Por meio de análises e comparações com modelos de computador e simulações, os pesquisadores confirmaram que eles tinham, pela primeira vez, detectou um terremoto natural de um instrumento transportado por um balão.

p "Porque existe uma rede densa de estações terrestres de sismômetros no sul da Califórnia, fomos capazes de obter a "verdade básica" quanto ao momento do terremoto e sua localização, "disse Brissaud, o principal autor do estudo. "A onda que detectamos estava fortemente correlacionada com estações terrestres próximas, e quando comparado aos dados modelados, isso nos convenceu - ouvimos um terremoto. "

p Os pesquisadores continuarão voando com os balões sobre regiões sismicamente ativas para se familiarizarem com as assinaturas de infra-som associadas a esses eventos. Ao adicionar vários barômetros ao mesmo balão e voar vários balões ao mesmo tempo, eles esperam localizar onde ocorre um terremoto sem a necessidade de confirmação das estações terrestres.

p Da Califórnia a Vênus

p O envio de balões para Vênus já se provou viável. Os dois balões da missão Vega implantados ali em 1985 por uma cooperativa liderada pelos soviéticos transmitiram dados por mais de 46 horas. Nenhum deles carregava instrumentos para detectar atividade sísmica. Agora, este estudo demonstra que a técnica para detectar infra-som em Vênus também pode ser possível. Na verdade, porque a atmosfera de Vênus é muito mais densa que a da Terra, as ondas sonoras viajam com muito mais eficiência.

p "Calcula-se que o acoplamento acústico de terremotos na atmosfera seja 60 vezes mais forte em Vênus do que na Terra, o que significa que deve ser mais fácil detectar venusquakes das camadas frias da atmosfera de Vênus entre 50 a 60 quilômetros [cerca de 31 a 37 milhas] de altitude, "disse o tecnólogo do JPL Siddharth Krishnamoorthy, investigador principal do esforço de análise. "Devemos ser capazes de detectar venusquakes, processos vulcânicos, e eventos de liberação de gás enquanto caracterizam os níveis de atividade. "

p O que mais interessa a Krishnamoorthy nos balões voadores em Vênus é que os cientistas podem usá-los para navegar sobre regiões que parecem que deveriam estar sismicamente ativas com base em observações de satélite e descobrir se realmente estão. "Se derramarmos sobre um ponto de acesso, ou o que parece ser um vulcão em órbita, o balão seria capaz de ouvir pistas acústicas para descobrir se está realmente agindo como um vulcão terrestre, "disse Krishnamoorthy, que também foi o líder técnico da campanha do balão Ridgecrest. "Desta maneira, balões podem fornecer informações básicas para medições de satélite. "

p Enquanto a equipe do balão Venus continua a explorar essas possibilidades, colegas da NASA seguirão em frente com duas missões que a agência selecionou recentemente para ir a Vênus entre 2028 e 2030:VERITAS estudará a superfície e o interior do planeta, e DAVINCI + estudará sua atmosfera. A ESA (Agência Espacial Européia) também anunciou sua própria missão a Vênus, EnVision. Essas missões oferecerão novas pistas sobre por que o planeta outrora semelhante à Terra se tornou tão inóspito.