Esta impressão de artista mostra como as cristas duplas na superfície da lua de Júpiter, Europa, podem formar-se sobre bolsas de água rasas, recongelando dentro da concha de gelo. Este mecanismo baseia-se no estudo de uma característica análoga de dupla crista encontrada no Manto de Gelo da Gronelândia, cá na Terra.
Cédito: Justice Blaine Wainwright
A lua Europa é uma candidata principal à vida no nosso Sistema Solar e o seu oceano profundo de água salgada cativa os cientistas há décadas. Mas está rodeado por uma concha gelada que pode ter quilómetros de espessura, tornando a sua amostragem uma perspetiva assustadora. Agora, evidências crescentes revelam que a concha de gelo pode ser menos uma barreira e mais um sistema dinâmico - e um local de potencial habitabilidade por direito próprio.
Observações de radar que penetram o gelo, que captaram a formação de uma "crista dupla" na Gronelândia, sugerem que a concha de gelo de Europa pode ter uma abundância de bolsas de água sob características semelhantes que são comuns à superfície. As descobertas, que apareceram dia 19 de abril na revista Nature Communications, podem ser convincentes para detetar ambientes potencialmente habitáveis no exterior da lua joviana.
"Porque está mais perto da superfície, onde se obtêm substâncias químicas interessantes do espaço, de outras luas e dos vulcões de Io, há a possibilidade da vida ter uma oportunidade se existirem bolsas de água na concha," disse o autor sénior do estudo, Dustin Schroeder, professor associado de geofísica na Escola de Ciências da Terra, Energia e Ambiente da Universidade de Stanford. "Se o mecanismo que vemos na Gronelândia é como estas coisas acontecem em Europa, sugere que há água em todo o lado."
Um análogo terrestre
Na Terra, os investigadores analisam as regiões polares utilizando instrumentos geofísicos aéreos para compreender como o crescimento e o recuo das camadas de gelo pode ter impacto na subida do nível do mar. Grande parte dessa área de estudo ocorre em terra, onde o fluxo das camadas de gelo está sujeito a hidrologia complexa - tais como lagos subglaciares dinâmicos, lagoas de fusão superficial e condutas de drenagem sazonais - que contribui para a incerteza nas previsões do nível do mar.
Uma vez que um subsolo terrestre é muito diferente do oceano subsuperficial de água líquida de Europa, os coautores do estudo ficaram surpreendidos quando, durante uma apresentação laboratorial de grupo sobre Europa, notaram que as formações que se espalham pela lua gelada pareciam extremamente semelhantes a uma característica menor na superfície do manto de gelo da Gronelândia - um manto de gelo que o grupo estudou em pormenor.
"Estávamos a trabalhar em algo totalmente diferente, relacionado com as alterações climáticas e o seu impacto na superfície da Gronelândia, quando vimos estas pequenas cristas duplas - e pudemos ver as cristas passarem de 'não formadas' para 'formadas'", disse Schroeder.
Após uma análise mais aprofundada, descobriram que a crista em forma de "M" na Gronelândia. conhecida como crista dupla. poderia ser uma versão em miniatura da característica mais proeminente de Europa.
Proeminente e prevalente
As cristas duplas em Europa aparecem como cortes dramáticos na superfície gelada da lua, com cristas que atingem mais de 300 metros, separados por vales com cerca de 800 metros de largura. Os cientistas têm conhecimento destas características desde que a superfície da lua foi fotografada pela missão espacial Galileo na década de 1990, mas não têm sido capazes de conceber uma explicação definitiva para a sua formação.
Através da análise dos dados de elevação da superfície e do radar penetrante no gelo recolhidos de 2015 a 2017 pela Operação IceBridge da NASA, os investigadores revelaram como a crista dupla no noroeste da Gronelândia foi produzida quando o gelo se fraturou em torno de uma bolsa de água líquida pressurizada que estava a congelar novamente dentro do manto de gelo, provocando dois picos para a forma distinta.
"Na Gronelândia, este cume duplo formou-se num local onde a água dos lagos e riachos superficiais drena frequentemente para a superfície próxima e volta a congelar," disse o autor do estudo Riley Culberg, estudante de doutoramento em engenharia elétrica em Stanford. "Outra forma que as bolsas rasas de água semelhantes se poderiam formar em Europa poderia ser através da água do oceano subsuperficial sendo forçada para dentro da concha de gelo através de fraturas - e isso sugeriria que poderia haver uma quantidade razoável de troca a acontecer dentro da concha de gelo."
Complexidade crescente
Em vez de se comportar como um bloco de gelo inerte, a concha de Europa parece sofrer uma variedade de processos geológicos e hidrológicos - uma ideia apoiada por este estudo e outros, incluindo evidências de plumas de água que irrompem à superfície. Uma concha dinâmica de gelo suporta a habitabilidade, uma vez que facilita a troca entre o oceano subterrâneo e nutrientes de corpos celestes vizinhos acumulados à superfície.
"Há mais de 20 anos que se estudam estas cristas duplas, mas esta é a primeira vez que conseguimos de facto ver algo semelhante na Terra e ver a natureza a fazer a sua magia," disse o coautor do estudo Gregor Steinbrügge, cientista planetário do JPL da NASA, que começou a trabalhar no projeto como investigador de pós-doutoramento em Stanford. "Estamos a dar um passo muito maior no sentido de compreender quais os processos que realmente dominam a física e a dinâmica da concha de gelo de Europa."
Os coautores disseram que a sua explicação da formação das cristas duplas é tão complexa que não poderiam tê-la concebido sem um análogo na Terra.
"O mecanismo que apresentamos neste artigo teria sido quase demasiado audacioso e complicado de propor sem o ver acontecer na Gronelândia," disse Schroeder.
Os resultados equipam os investigadores com uma assinatura de radar para detetar rapidamente este processo de formação de cristas duplas utilizando radar de penetração de gelo, que se encontra entre os instrumentos atualmente planeados para explorar Europa a partir do espaço.
"Somos outra hipótese para além de muitas - temos apenas a vantagem de a nossa hipótese ter algumas observações da formação de uma característica semelhante na Terra para a apoiar," disse Culberg. "Está a abrir todas estas novas possibilidades para uma descoberta muito excitante."
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