Imagens em cores naturais de Plutão obtidas pela nave espacial New Horizons da NASA em 2015. Crédito:NASA / Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Instituto de Pesquisa do Sudoeste / Alex Parker
Uma camada de gás isolante sob as superfícies geladas de objetos celestes distantes pode significar que há mais oceanos no universo do que se pensava anteriormente. Simulações de computador fornecem evidências convincentes de que uma camada isolante de hidratos de gás pode impedir que um oceano subterrâneo congele sob o exterior gelado de Plutão, de acordo com um estudo publicado na revista Nature Geoscience .
Em julho de 2015, A nave espacial New Horizons da NASA voou através do sistema de Plutão, fornecendo as primeiras imagens em close deste planeta anão distante e suas luas. As imagens mostraram a topografia inesperada de Plutão, incluindo uma bacia elipsoidal de cor branca chamada Sputnik Planitia, localizado próximo ao equador e aproximadamente do tamanho do Texas.
Por causa de sua localização e topografia, os cientistas acreditam que existe um oceano subterrâneo sob a camada de gelo que é diluída no Sputnik Planitia. Contudo, essas observações são contraditórias com a idade do planeta anão porque o oceano deveria ter congelado há muito tempo e a superfície interna da camada de gelo voltada para o oceano também deveria ter sido achatada.
Pesquisadores da Universidade Hokkaido do Japão, o Instituto de Tecnologia de Tóquio, Universidade Tokushima, Universidade de Osaka, Kobe University, e na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, considerou o que poderia manter o oceano subterrâneo aquecido enquanto mantinha a superfície interna da casca de gelo congelada e irregular em Plutão. A equipe formulou a hipótese de que uma "camada isolante" de hidratos de gás existe sob a superfície gelada do Sputnik Planitia. Os hidratos de gás são sólidos cristalinos semelhantes a gelo, formados de gás aprisionado em gaiolas moleculares de água. Eles são altamente viscosos, têm baixa condutividade térmica, e poderia, portanto, fornecer propriedades de isolamento.
O "coração" brilhante em Plutão está localizado perto do equador. Sua metade esquerda é uma grande bacia chamada Sputnik Planitia. Figuras criadas usando imagens do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Laboratório de Física Aplicada da Universidade de Southwest. Crédito:Figuras criadas usando imagens do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Laboratório de Física Aplicada da Universidade de Southwest.
Os pesquisadores realizaram simulações de computador cobrindo uma escala de tempo de 4,6 bilhões de anos, quando o sistema solar começou a se formar. As simulações mostraram a evolução térmica e estrutural do interior de Plutão e o tempo necessário para que um oceano subterrâneo congele e que a camada de gelo que o cobre se torne uniformemente espessa. Eles simularam dois cenários:um em que existia uma camada isolante de hidratos de gás entre o oceano e a camada de gelo, e um onde isso não aconteceu.
As simulações mostraram que, sem uma camada isolante de hidrato de gás, o mar subterrâneo teria congelado completamente centenas de milhões de anos atrás; mas com um, dificilmente congela. Também, leva cerca de um milhão de anos para que uma crosta de gelo uniformemente espessa se forme completamente sobre o oceano, mas com uma camada isolante de hidrato de gás, leva mais de um bilhão de anos.
Os resultados da simulação suportam a possibilidade de um oceano líquido de longa vida existente sob a crosta gelada do Sputnik Planitia.
A estrutura interior proposta de Plutão. Uma fina camada de clatrato (gás) hidratado funciona como um isolante térmico entre o oceano subterrâneo e a camada de gelo, evitando que o oceano congele. Crédito:Kamata S. et al., O oceano de Plutão é coberto e isolado por hidratos de gás. Geociências da Natureza , 20 de maio, 2019.
A equipe acredita que o gás mais provável dentro da camada isolante hipotética é o metano originado do núcleo rochoso de Plutão. Esta teoria, em que o metano é preso como um hidrato de gás, é consistente com a composição incomum da atmosfera de Plutão - pobre em metano e rica em nitrogênio.
Camadas isolantes de hidrato de gás semelhantes podem estar mantendo oceanos subsuperficiais de longa vida em outras luas geladas e objetos celestes distantes relativamente grandes, mas minimamente aquecidos, os pesquisadores concluem. "Isso pode significar que há mais oceanos no universo do que se pensava, tornando a existência de vida extraterrestre mais plausível, "diz Shunichi Kamata da Universidade de Hokkaido, que liderou a equipe.
