Como é estar na superfície de Marte ou Vênus? Ou ainda mais longe, como em Plutão, ou na lua de Saturno, Titã?
Essa curiosidade impulsionou avanços na exploração espacial desde que o Sputnik 1 foi lançado há 65 anos. Mas estamos apenas começando a arranhar a superfície do que é conhecido sobre outros corpos planetários no Sistema Solar.

Nosso novo estudo, publicado hoje na Nature Astronomy , mostra como alguns candidatos improváveis ​​- nomeadamente dunas de areia - podem fornecer informações sobre o clima e as condições que você pode experimentar se estiver em um corpo planetário distante.

O que há em um grão de areia?

O poeta inglês William Blake se perguntou o que significa "ver um mundo em um grão de areia".

Em nossa pesquisa, levamos isso ao pé da letra. A ideia era usar a mera presença de dunas de areia para entender quais condições existem na superfície de um mundo.

Para que dunas existam, há um par de critérios "Cachinhos Dourados" que devem ser satisfeitos. O primeiro é um suprimento de grãos erodíveis, mas duráveis. Também deve haver ventos rápidos o suficiente para fazer esses grãos saltarem pelo solo – mas não rápidos o suficiente para carregá-los para a atmosfera.

Até agora, a medição direta de ventos e sedimentos só foi possível na Terra e em Marte. No entanto, observamos características de sedimentos soprados pelo vento em vários outros corpos (e até cometas) por satélite. A própria presença de tais dunas nesses corpos implica que as condições de Cachinhos Dourados sejam atendidas.

Nosso trabalho se concentrou em Vênus, Terra, Marte, Titã, Tritão (a maior lua de Netuno) e Plutão. Debates não resolvidos sobre esses corpos já duram décadas.

Como podemos enquadrar as características aparentes sopradas pelo vento nas superfícies de Tritão e Plutão com suas atmosferas finas e tênues? Por que vemos uma atividade tão prolífica de areia e poeira em Marte, apesar de medir ventos que parecem fracos demais para sustentá-la?

E a atmosfera espessa e sufocantemente quente de Vênus move a areia de maneira semelhante à forma como o ar ou a água se movem na Terra?

Aprofundando o debate

Nosso estudo oferece previsões para os ventos necessários para mover os sedimentos nesses corpos e com que facilidade esses sedimentos se separariam nesses ventos.

Construímos essas previsões reunindo os resultados de uma série de outros trabalhos de pesquisa e testando-os contra todos os dados experimentais que pudemos obter.

Em seguida, aplicamos as teorias a cada um dos seis corpos, baseando-nos em medições de variáveis ​​por telescópio e satélite, incluindo gravidade, composição atmosférica, temperatura da superfície e força dos sedimentos.

Estudos anteriores ao nosso analisaram o limite de velocidade do vento necessário para mover a areia ou a força de várias partículas de sedimento. Nosso trabalho combinou isso – observando a facilidade com que as partículas podem se separar no clima de transporte de areia nesses corpos.

Por exemplo, sabemos que o equador de Titã tem dunas de areia, mas não temos certeza de quais sedimentos circundam o equador. É pura névoa orgânica caindo da atmosfera ou é misturada com gelo mais denso?

Como se vê, descobrimos que agregados soltos de névoa orgânica se desintegrariam após a colisão se fossem soprados pelos ventos no equador de Titã.

Isso implica que as dunas de Titã provavelmente não são feitas de névoa puramente orgânica. Para construir uma duna, os sedimentos devem ser soprados pelo vento por um longo tempo (algumas das areias das dunas da Terra têm um milhão de anos).

Também descobrimos que as velocidades do vento teriam que ser excessivamente rápidas em Plutão para transportar metano ou gelo de nitrogênio (que é o que os sedimentos das dunas de Plutão foram hipotetizados). Isso coloca em questão se as "dunas" na planície de Plutão, Sputnik Planitia, são dunas.

Em vez disso, podem ser ondas de sublimação. Estas são formas de relevo semelhantes a dunas feitas a partir da sublimação de material, em vez de erosão de sedimentos (como as vistas na calota polar norte de Marte).

Nossos resultados para Marte sugerem que mais poeira é gerada a partir do transporte de areia soprada pelo vento em Marte do que na Terra. Isso sugere que nossos modelos da atmosfera marciana podem não estar capturando efetivamente os fortes ventos "katabáticos" de Marte, que são rajadas frias que sopram morro abaixo à noite.

Potencial para exploração espacial

Este estudo vem em um estágio interessante da exploração espacial.

Para Marte, temos uma relativa abundância de observações; cinco agências espaciais estão realizando missões ativas em órbita ou in situ. Estudos como o nosso ajudam a informar os objetivos dessas missões e os caminhos percorridos por rovers como Perseverance e Zhurong.

Nos confins do Sistema Solar, Tritão não foi observado em detalhes desde o sobrevoo da NASA Voyager 2 em 1989. Atualmente existe uma proposta de missão que, se selecionada, teria uma sonda lançada em 2031 para estudar Tritão, antes de se aniquilar voando para a atmosfera de Netuno.

As missões planejadas para Vênus e Titã na próxima década revolucionarão nossa compreensão desses dois. A missão Dragonfly da NASA, programada para deixar a Terra em 2027 e chegar a Titã em 2034, pousará um helicóptero sem tripulação nas dunas da lua.

Plutão foi observado durante um sobrevoo em 2015 pela missão New Horizons da NASA, mas não há planos de retornar. + Explorar mais

Usando dunas para interpretar o vento em Marte

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.