Calor no interior de lua de Júpiter pode alimentar vulcões submarinos

Atividade vulcânica no fundo do oceano de Europa seria uma forma de manter um ambiente favorável à existência de vida no oceano desse satélite gelado de Júpiter

Concepção artística da espaçonave Europa Clipper, da Nasa. A missão, com lançamento previsto para 2024, investigará se a lua de Júpiter Europa e seu oceano interno têm condições adequadas para a vida. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

Europa, uma das quatro grandes luas de Júpiter, tem uma crosta gelada cobrindo um vasto oceano global. A camada rochosa abaixo pode ser quente o suficiente para derreter, levando a vulcões submarinos. Um artigo sobre o tema foi publicado na revista Geophysical Research Letters.

Novas pesquisas e modelos de computador mostram que a atividade vulcânica pode ter ocorrido no fundo do mar de Europa em um passado recente – e ainda pode estar acontecendo. A próxima missão Europa Clipper, da Nasa, que deverá ser lançada em 2024, passará perto da lua gelada e coletará medições que poderão lançar luz sobre as descobertas recentes.

Os cientistas têm fortes evidências de que Europa abriga um enorme oceano entre sua crosta gelada e o interior rochoso. O novo trabalho mostra como a lua pode ter calor interno suficiente para derreter parcialmente essa camada rochosa, um processo que poderia alimentar vulcões no fundo do oceano. A recente modelagem 3D de como esse calor interno é produzido e transferido é o exame mais detalhado e completo do efeito que esse aquecimento interno tem na lua.

Atração gravitacional

A chave para o manto rochoso de Europa ser quente o suficiente para derreter está na enorme atração gravitacional que Júpiter exerce sobre suas luas. Enquanto Europa gira em torno do gigante gasoso, seu interior se flexiona. A flexão força a energia para o interior do satélite, que então vaza como calor (pense em como dobrar repetidamente um clipe de papel gera calor). Quanto mais o interior da lua se flexiona, mais calor é gerado.

A nova pesquisa modela em detalhes como a parte rochosa de Europa pode flexionar e aquecer sob a atração da gravidade de Júpiter. Mostra onde o calor se dissipa e como derrete esse manto rochoso, aumentando a probabilidade de vulcões no fundo do mar.

A atividade vulcânica na Europa tem sido um tópico de especulação por décadas. Em comparação, outra lua de Júpiter, Io, é obviamente vulcânica. Centenas de vulcões fazem erupção em fontes de lava e ejetam gás vulcânico e poeira de até 400 quilômetros de altura – atividade que se deve ao mesmo tipo de aquecimento interno causado pela atração de Júpiter. Mas Europa está mais longe de seu planeta hospedeiro do que Io. Então, os cientistas se perguntaram se o efeito seria semelhante sob a superfície gelada.

Proximidade dos polos

Liderados por Marie Běhounková, da Charles University (República Tcheca), os autores previram ainda que a atividade vulcânica ocorreria com maior probabilidade perto dos polos de Europa – as latitudes onde a maior parte do calor é gerado. Eles também analisaram como a atividade vulcânica pode ter evoluído ao longo do tempo. As fontes de energia de longa duração oferecem mais oportunidades para o desenvolvimento de uma vida potencial.

As descobertas dos cientistas sugerem que o interior de Europa pode consistir em um núcleo de ferro, cercado por um manto rochoso em contato direto com um oceano sob a crosta gelada. A nova pesquisa modela como o calor interno pode alimentar vulcões no fundo do mar. Crédito: Nasa/JPL-Caltech/Michael Carroll

Vulcões subaquáticos, se presentes, poderiam alimentar sistemas hidrotérmicos como os que alimentam a vida no fundo dos oceanos da Terra. Em nosso planeta, quando a água do mar entra em contato com o magma quente, a interação resulta em energia química. E é a energia química desses sistemas hidrotérmicos, em vez da luz solar, que ajuda a manter a vida nas profundezas de nossos oceanos. A atividade vulcânica no fundo do mar de Europa seria uma forma de manter um ambiente habitável potencial no oceano daquela lua.

“Nossas descobertas fornecem evidências adicionais de que o oceano subterrâneo de Europa pode ser um ambiente adequado para o surgimento de vida”, disse Běhounková. “Europa é um dos raros corpos planetários que pode ter mantido atividade vulcânica ao longo de bilhões de anos, e possivelmente o único além da Terra que possui grandes reservatórios de água e uma fonte de energia de longa vida.”

Observações diretas

Os cientistas da Nasa terão a oportunidade de colocar as novas previsões em teste quando a Europa Clipper atingir seu alvo em 2030. A espaçonave orbitará Júpiter e realizará dezenas de sobrevoos próximos a Europa para mapear a lua e investigar sua composição. Entre os dados científicos que coleta, a espaçonave fará um levantamento detalhado da superfície e fará uma amostra da fina atmosfera do satélite.

As observações da superfície e da atmosfera darão aos cientistas a chance de aprender mais sobre o interior do oceano lunar se a água se infiltrar pela crosta gelada. Os cientistas acreditam que a troca de material entre o oceano e a crosta deixaria vestígios de água do mar na superfície. Eles também acreditam que a troca pode emitir gases, e possivelmente até nuvens de vapor d’água, com partículas ejetadas que podem conter materiais vindos do fundo do mar.

Como a Europa Clipper medirá a gravidade da lua e o campo magnético, anomalias nessas áreas, especialmente em direção aos polos, podem ajudar a confirmar a atividade vulcânica prevista pela nova pesquisa.

Ambiente habitável

“A perspectiva de um interior rochoso quente e vulcões no fundo do mar de Europa aumenta a chance de que o oceano de Europa seja um ambiente habitável”, disse Robert Pappalardo, cientista do projeto Europa Clipper, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa. “Poderemos testar isso com a gravidade planejada e as medidas composicionais de Europa Clipper, o que é uma perspectiva empolgante.”

Missões como o Europa Clipper ajudam a contribuir para o campo da astrobiologia, a pesquisa interdisciplinar sobre as variáveis ​​e condições de mundos distantes que poderiam abrigar a vida como a conhecemos. Embora não seja uma missão de detecção de vida, a Europa Clipper conduzirá o reconhecimento detalhado de Europa e investigará se a lua gelada, com seu oceano subterrâneo, tem a capacidade de sustentar vida. Compreender a habitabilidade de Europa ajudará os cientistas a entender melhor como a vida se desenvolveu na Terra e o potencial para encontrar vida além do nosso planeta.

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