Por que pode haver oceanos dentro de planetas anões além de Plutão

Litoral terrestre do Mar do Norte, incluindo Stacks of Duncansby em Caithness. (© George/Adobe Stock)

Durante muito tempo, pensou-se que a Terra era o único planeta do nosso Sistema Solar com um oceano, mas começa a parecer que existem oceanos subterrâneos, mesmo nos corpos gelados mais surpreendentes.

Na verdade, as luas geladas e os planetas anões no Sistema Solar exterior parecem ter oceanos líquidos abaixo de camadas de gelo espesso. Pesquisas recentes sugerem que pode até haver oceanos dentro de corpos além de Plutão. Isto é surpreendente, uma vez que estes corpos têm temperaturas superficiais muito abaixo de -200°C.

Há setenta anos, parecia plausível que a atmosfera húmida de Vénus estivesse a esconder um oceano global da nossa visão. Esta ideia foi destruída em 1962, quando a nave espacial Mariner 2 passou por Vénus e descobriu que a sua superfície é demasiado quente para água líquida.

Não demorou muito até percebermos que quaisquer oceanos que possam ter estado em Vénus e também em Marte desapareceram há milhares de milhões de anos devido a grandes mudanças nos seus climas.

Aquecimento das marés
A revolução no pensamento que abriu o caminho para a nossa nova visão dos oceanos do Sistema Solar remonta a um artigo de 1979 do astrofísico Stan Peale. Isto previu que a grande lua mais interna de Júpiter, Io, seria tão quente por dentro que poderia ser vulcanicamente ativa.

A fonte de calor que torna isto possível é um efeito gravitacional – um repetido puxão de maré entre Io e a próxima lua de Júpiter, Europa. Europa completa exatamente uma órbita para as duas de Io. Io, portanto, ultrapassa Europa a cada duas órbitas, recebendo um puxão de maré regularmente repetido de Europa que impede que a órbita de Io se torne circular.

Isso significa que a distância de Io a Júpiter está mudando continuamente e, portanto, o mesmo acontece com a força da força de maré muito mais forte de Júpiter, que na verdade distorce a forma de Io.

A distorção repetida da maré em seu interior aquece Io por fricção interna, da mesma forma que se você dobrar um fio rígido para frente e para trás várias vezes e depois tocar a parte recém-dobrada em seu lábio (experimente com um cabide ou um clipe de papel) , você poderá sentir o calor.

A previsão de Peale sobre o aquecimento das marés foi confirmada apenas uma semana após a publicação, quando a Voyager-1, o primeiro sobrevôo sofisticado de Júpiter, enviou imagens de vulcões em erupção em Io.

Io é um mundo rochoso, sem qualquer forma de água, então isso pode parecer não ter nada a ver com oceanos. No entanto, o rebocador de maré Júpiter-Io-Europa funciona nos dois sentidos. Europa também é aquecida pelas marés, não apenas por Io, mas também pela próxima lua, Ganimedes.

Mundos oceânicos, com água líquida mostrada em azul. No sentido horário, a partir do canto superior esquerdo: Europa, Ganimedes, Calisto, Encélado. (Imagem: NASA)

Existem agora evidências muito boas de que entre a concha gelada de Europa e o seu interior rochoso existe um oceano com 100 km de profundidade. Ganimedes pode ter até três ou quatro camadas líquidas, imprensadas entre camadas de gelo. Nestes casos, o calor que impede o congelamento da água líquida é provavelmente originado principalmente pelas marés.

Há também evidências de uma zona de água líquida salgada dentro de Calisto, a grande lua mais externa de Júpiter. Não é provável que isto se deva ao aquecimento das marés, mas sim ao calor emitido pela decomposição de elementos radioativos.

Saturno tem uma lua gelada relativamente pequena (raio de 504 km) chamada Encélado, que tem um oceano interno graças ao aquecimento das marés resultante da interação com a lua maior chamada Dione. Estamos absolutamente certos de que este oceano existe porque a concha gelada de Encélado oscila de uma forma que só é possível porque esta concha não está fixa ao interior sólido.

Além disso, a água e os componentes vestigiais deste oceano interno foram amostrados pela sonda Cassini. As suas medições sugeriram que a água do oceano de Encélado deve ter reagido com rochas quentes abaixo do fundo do oceano, e que a química lá em baixo parece adequada para sustentar a vida microbiana.

Outros oceanos
Surpreendentemente, mesmo para luas que não deveriam ter aquecimento de maré, e para corpos que não são luas, as evidências de oceanos internos continuam aumentando. A lista de mundos que podem ter, ou já tiveram, oceanos internos inclui várias luas de Urano, como Ariel, Tritão, a maior lua de Netuno, e Plutão.

Uma das melhores imagens que temos ou Ariel. (Imagem: NASA/JPL)

O oceano interno mais próximo do Sol pode estar dentro do planeta anão Ceres, embora este talvez já esteja em grande parte congelado, ou possa consistir apenas em lama salgada.

Particularmente surpreendentes para mim são as indicações de mundos oceânicos muito além de Plutão. Estes vêm de resultados publicados recentemente pelo Telescópio Espacial James Webb que observam as proporções de vários isótopos (átomos que têm mais ou menos partículas chamadas nêutrons em seu núcleo) no metano congelado que reveste Eris e Makemake, dois planetas anões um pouco menores e consideravelmente mais remoto que Plutão.

Os autores afirmam que as suas observações são evidências de reações químicas entre a água interna do oceano e a rocha do fundo do oceano, e também de plumas de água bastante jovens, possivelmente até atuais. Os autores sugerem que o calor proveniente da decomposição de elementos radioativos na rocha é suficiente para explicar como estes oceanos internos foram mantidos suficientemente quentes para evitar o congelamento.

As possíveis variações de condições atuais sugeridas em Eris e Makemake. (Imagem: Instituto de Pesquisa do Sudoeste)

Você pode estar se perguntando se tudo isso poderia aumentar nossas chances de encontrar vida alienígena. Lamento estragar a festa, mas houve vários artigos na Conferência de Ciência Lunar e Planetária deste ano em Houston (11 a 15 de março) relatando que a rocha abaixo do fundo do oceano de Europa deve ser forte demais para que falhas a quebrem. criar o tipo de fontes termais (fontes hidrotermais) no fundo do oceano que alimentaram a vida microbiana na Terra primitiva.

É possível que outros oceanos subterrâneos sejam igualmente inóspitos. Mas até agora ainda há esperança.

O autor
David Rothery, Professor de Geociências Planetárias, The Open University

(Fonte: A Conversa)