Possível relação entre movimento de deslizamento e atividade de jato em Encélado. A extensão lateral ao longo de "zonas de separação" transtensionais permite que a água suba e alimente material para jatos criovulcânicos. Crédito:James Tuttle Keane Ao longo da sua órbita elíptica, a lua Encélado é comprimida de forma desigual pela atração gravitacional de Saturno e deforma-se de uma forma esférica para uma forma de bola de futebol e vice-versa. Este estresse cíclico causa um fenômeno chamado “aquecimento das marés” em Encélado e dissipa energia suficiente para manter o que se acredita ser um oceano global sob a crosta gelada da lua.
No pólo sul de Encélado, um grande número de jatos espalham partículas geladas de um conjunto de falhas irregulares de 150 quilómetros de comprimento – conhecidas como falhas de listras de tigre – e este material ejetado aglutina-se acima da superfície da lua para formar uma pluma. Amostras deste material de pluma analisadas pela missão Cassini da NASA sugerem que as condições químicas que se acredita serem necessárias para a vida podem existir no oceano nas profundezas da superfície de Encélado.
Agora, uma nova pesquisa liderada pelo estudante de graduação Alexander Berne (MS '22), trabalhando com Mark Simons, o professor de geofísica John W. e Herberta M. Miles e diretor do Brinson Exploration Hub na Caltech, usa um modelo geofísico detalhado para caracterizar o movimento dessas falhas com listras de tigre e fornece novos insights sobre os processos geofísicos que controlam a atividade dos jatos.
Compreender estes e outros factores – tais como até que ponto o material do jacto representa o oceano subterrâneo, há quanto tempo os jactos estão activos, a topografia da sua camada de gelo, e assim por diante – é crucial para obter uma imagem detalhada da potencial habitabilidade da lua. ao longo do tempo.
O artigo é intitulado "Atividade de jato em Encélado ligada ao movimento de deslizamento e ataque acionado pelas marés ao longo das listras do tigre" e foi publicado na revista Nature Geoscience. em 29 de abril.
A pluma acima do pólo sul de Encélado varia em intensidade, aumentando e diminuindo em força para produzir dois notáveis picos brilhantes de emissão durante a órbita de 33 horas da lua em torno de Saturno. Foi teorizado que as forças das marés fazem com que as falhas com listras de tigre abram e fechem como uma porta de elevador, permitindo-lhes emitir mais ou menos material em ciclos que correspondem a essas marés.
No entanto, tais modelos não são capazes de prever com precisão o tempo dos picos no brilho da pluma. Mais problemático:Este mecanismo de abertura de falhas requer mais energia do que se espera que esteja disponível apenas com o forçamento das marés.
O novo estudo sugere que as variações observadas na força da pluma de Encélado podem ser devidas às falhas com listras de tigre movendo-se de forma deslizante, com um lado passando pelo outro, semelhante ao estilo de movimento de falha que produz terremotos ao longo de falhas como a da Califórnia. San Andreas. A energia necessária para tal movimento de falta é consideravelmente menor do que a exigida pelo mecanismo de abertura/fechamento.
Encélado espalha uma pluma de material a partir do seu Pólo Sul, com os anéis de Saturno ao fundo. Crédito:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Berne e colegas desenvolveram um modelo numérico sofisticado para simular o movimento de deslizamento ao longo das falhas de Encélado. Esses modelos também consideram o papel do atrito entre as paredes geladas das falhas, o que faz com que a deformação seja sensível tanto às tensões de compressão que tendem a prender e soltar a falha, quanto às tensões de cisalhamento que tendem a causar deslizamento na falha.
O modelo numérico é capaz de simular o deslizamento ao longo das listras do tigre de uma maneira que corresponda às variações nas variações de brilho da pluma, bem como às variações espaciais na temperatura da superfície, sugerindo que os jatos são de fato controlados pelo movimento de deslizamento sobre a órbita de Encélado.
Os pesquisadores teorizam que os jatos individuais ocorrem em "separações" nas falhas - seções dobradas da falha que se abrem sob o movimento regional de ataque-deslizamento. Uma pesquisa separada recente do JPL também examinou a região da listra de tigre e encontrou evidências geológicas de separações ao longo das falhas, localizadas exatamente no local dos jatos.
"Parecemos agora ter razões geológicas e geofísicas para suspeitar que a actividade dos jactos ocorre em separações ao longo das listras de tigre de Encélado," diz Berne.
Em 2005, a missão Cassini passou por Encélado, recolheu amostras do material do jacto e descobriu que a pluma contém elementos como carbono e azoto, indicando que o oceano subterrâneo pode actualmente albergar condições favoráveis à vida. Além da presença destes e de outros componentes químicos, condições geofísicas essenciais – como produção suficiente de calor e fluxo de nutrientes entre o núcleo, o oceano e a superfície – são necessárias para a habitabilidade.
“Para que a vida evolua, as condições de habitabilidade têm de ser adequadas durante muito tempo, não apenas por um instante”, diz Simons. "Em Encélado, é necessário um oceano de vida longa. As observações geofísicas e geológicas podem fornecer restrições importantes sobre a dinâmica do núcleo e da crosta, bem como até que ponto estes processos têm estado activos ao longo do tempo."
“São necessárias medições detalhadas do movimento ao longo das listras do tigre para confirmar as hipóteses apresentadas no nosso trabalho”, diz Berne. “Por exemplo, agora temos a capacidade de gerar imagens de deslizamentos de falhas, como terremotos, na Terra usando medições de radar de satélites em órbita.
"A aplicação destes métodos em Encélado deverá permitir-nos compreender melhor o transporte de material do oceano para a superfície, a espessura da crosta de gelo e as condições a longo prazo que podem permitir a formação e evolução da vida em Encélado."
