O Sismômetro para Investigar a Estrutura do Gelo e do Oceano (SIIOS), financiado pela NASA, teve um bom desempenho em experimentos sísmicos conduzidos no verão nevado da Groenlândia, de acordo com um novo estudo da equipe SIIOS liderada pela Universidade do Arizona publicado esta semana em Cartas de pesquisa sismológica .

SIIOS pode ser uma parte das missões da nave espacial da NASA propostas para a superfície da Europa ou Enceladus. Estas luas de Júpiter e Saturno são incrustadas por uma casca de gelo sobre oceanos líquidos subterrâneos, e os dados sísmicos podem ser usados ​​para definir melhor a espessura e a profundidade dessas camadas. Outros pontos sísmicos de interesse nesses mundos podem incluir vulcões de gelo, eventos de drenagem abaixo da camada de gelo e possivelmente até mesmo um vislumbre oportuno das reverberações do impacto de um meteorito.

Para melhor imitar as condições da missão, a equipe do SIIOS conectou sismômetros candidatos a vôo à plataforma e às pernas de uma sonda de nave espacial simulada, enterrada e protegida de alumínio, na camada de gelo da Groenlândia. Angela Marusiak, do Jet Propulsion Laboratory da NASA, e seus colegas descobriram que as gravações da sonda de ondas sísmicas de fontes sísmicas ativas e passivas eram comparáveis ​​às gravações feitas por outros sismômetros terrestres e geofones até um quilômetro de distância.

Embora os sismômetros anexados tenham captado parte do tremor do módulo de pouso, Marusiak disse que o módulo de pouso e os sismômetros baseados em terra "tiveram um desempenho muito semelhante um ao outro, o que é definitivamente promissor, "na detecção de terremotos e rachaduras no gelo.

A matriz experimental foi colocada sobre um lago subglacial (um novo recurso na Groenlândia que ainda não havia sido estudado com abordagens sísmicas) e os sismômetros acoplados à sonda também foram capazes de detectar a interface gelo-água, que seria uma das principais tarefas do instrumento nos mundos oceânicos gelados.

Os cientistas enterraram a sonda e os sismômetros próximos com um metro de profundidade na neve granular, e cobriu o módulo de pouso com uma caixa de alumínio, para reduzir os efeitos da variação do vento e da temperatura nos instrumentos. Isso aproximou o experimento das condições atmosféricas que seriam esperadas em uma lua sem ar como Europa. Durante uma missão mundial no oceano gelado, Contudo, o sismômetro provavelmente seria implantado apenas na superfície e não pode ser enterrado.

"O que esperamos é se conseguirmos ir para Europa ou Enceladus ou um desses mundos gelados que não têm grandes flutuações de temperatura ou uma atmosfera muito densa e estamos eliminando o ruído do vento, essencialmente, você está tirando o que vai causar muitos tremores no módulo de pouso, "explicou Marusiak, que conduziu a pesquisa enquanto ela era Ph.D. estudante da Universidade de Maryland.

E ao contrário da Terra, os pesquisadores para essas missões não seriam capazes de implantar uma grande variedade de sismômetros e coletar dados por meses a fio para construir uma imagem do interior da lua. A energia solar disponível para alimentar os dispositivos seria 25 vezes menor do que na Terra, e a radiação devastadora provavelmente destruiria os instrumentos dentro de algumas semanas em uma lua como Europa, ela disse.

Depois de fazer um passeio de helicóptero da Air Greenland até o local no verão de 2018, a equipe de implantação do SIIOS montou a sonda experimental e a matriz na camada de gelo a cerca de 80 quilômetros ao norte de Qaanaaq. Para o experimento de origem ativa, os instrumentos gravaram sinais sísmicos criados pelos membros da equipe batendo em placas de alumínio com uma marreta em locais a até 100 metros do centro da matriz.

A matriz, então, fez gravações passivas de eventos sísmicos locais e regionais e ruídos de estalos e estalos da camada de gelo por cerca de 12 dias, até que uma neve incomum de verão enterrou os painéis solares que alimentam a matriz.

Marusiak tinha orgulho de ser membro de uma equipe feminina de desmobilização, e pela calorosa recepção que os cientistas receberam na Base Aérea de Thule. O trabalho não teria sido possível sem o apoio logístico da National Science Foundation, Polar Field Services, e guias locais.

A equipe planeja retornar à Groenlândia neste verão para testar um protótipo de sismômetro que foi projetado para levar em conta as condições de radiação mais prontas para a missão, vácuo e vibração de lançamento, ela disse.