Cientistas planetários usam física e imagens de crateras de impacto para avaliar a espessura do gelo em Europa
Crédito:NASA Às vezes, a física planetária é como uma luta de bolas de neve. A maioria das pessoas, se receberem uma bola de neve já formada, podem usar sua experiência e a sensação da bola para adivinhar de que tipo de neve ela é composta:compacta e fofa, ou molhada e gelada.
Usando quase os mesmos princípios, os cientistas planetários conseguiram estudar a estrutura de Europa, a lua gelada de Júpiter.
Europa é uma lua rochosa, que abriga oceanos de água salgada com o dobro do volume da Terra, envoltos em uma camada de gelo. Os cientistas há muito que pensam que Europa pode ser um dos melhores locais do nosso sistema solar para procurar vida não terrestre. A probabilidade e a natureza dessa vida, no entanto, dependem fortemente da espessura da sua concha gelada, algo que os astrónomos ainda não conseguiram determinar.
Uma equipe de especialistas em ciências planetárias, incluindo Brandon Johnson, professor associado, e Shigeru Wakita, cientista pesquisador do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias da Faculdade de Ciências da Universidade Purdue, anunciou em um novo artigo publicado em Avanços da Ciência que a camada de gelo de Europa tem pelo menos 20 quilómetros de espessura.
Para chegar a esta conclusão, os cientistas estudaram grandes crateras em Europa, executando uma variedade de modelos para determinar que combinação de características físicas poderia ter criado tal estrutura superficial. Simulação da formação de uma bacia multianéis em Europa por um impacto de hipervelocidade. A cor ilustra a deformação devido ao impacto. A linha pontilhada branca representa a fronteira entre a crosta de gelo e o oceano. As estruturas em forma de V vistas na década de 400 e posteriormente na inserção indicam a formação de feições tectônicas consistentes com os anéis da bacia observados. Crédito:Shigeru Wakita “Este é o primeiro trabalho realizado nesta grande cratera na Europa”, disse Wakita. "Estimativas anteriores mostravam uma camada de gelo muito fina sobre um oceano espesso. Mas a nossa investigação mostrou que é necessária uma camada espessa - tão espessa que a convecção no gelo, que já foi debatida anteriormente, é provável."
Utilizando dados e imagens da sonda Galileo, que estudou Europa em 1998, Johnson analisou as crateras de impacto para descodificar verdades sobre a estrutura de Europa. Especialista em física planetária e colisões colossais, Johnson estudou quase todos os principais corpos planetários do sistema solar. Os cientistas debatem há muito tempo a espessura da camada de gelo de Europa; ninguém visitou para medi-la diretamente, por isso os cientistas estão a usar de forma criativa as evidências disponíveis:as crateras na superfície gelada de Europa.
"As crateras de impacto são o processo de superfície mais onipresente que molda os corpos planetários", disse Johnson. “As crateras são encontradas em quase todos os corpos sólidos que já vimos. Elas são um dos principais impulsionadores de mudanças nos corpos planetários.
"Quando uma cratera de impacto se forma, está essencialmente a sondar a estrutura subterrânea de um corpo planetário. Ao compreender os tamanhos e formas das crateras em Europa e ao reproduzir a sua formação com simulações numéricas, somos capazes de inferir informações sobre a espessura da sua camada de gelo. é." Pneu da bacia de anéis múltiplos de Europa observado pela sonda Galileo. Crédito:NASA/JPL/ASU Europa é um mundo congelado, mas o gelo abriga um núcleo rochoso. A superfície gelada, porém, não está estagnada. As placas tectônicas e as correntes de convecção nos oceanos e o próprio gelo atualizam a superfície com bastante frequência. Isto significa que a própria superfície tem apenas 50 a 100 milhões de anos – o que parece velho para organismos de vida curta como os humanos, mas é jovem no que diz respeito aos períodos geológicos.
Essa superfície lisa e jovem significa que as crateras são claramente definidas, mais fáceis de analisar e não muito profundas. Os seus impactos dizem aos cientistas mais sobre a concha gelada da Lua e a água do oceano abaixo, em vez de transmitir muita informação sobre o seu coração rochoso.
“Compreender a espessura do gelo é vital para teorizar sobre a possível vida em Europa”, disse Johnson. "A espessura da camada de gelo controla que tipo de processos estão acontecendo dentro dela, e isso é realmente importante para compreender a troca de material entre a superfície e o oceano. É isso que nos ajudará a entender como todos os tipos de processos acontecem em Europa. — e nos ajude a compreender a possibilidade da vida."
