Os cientistas da missão New Horizons determinaram que a atividade criovolcânica muito provavelmente criou estruturas únicas em Plutão ainda não vistas em nenhum outro lugar do Sistema Solar. A quantidade de material necessário para criar as formações sugere que a sua estrutura interior reteve calor em algum ponto da sua história, permitindo que materiais ricos em água se acumulassem e ressurgissem na região através de processos criovolcânicos. As névoas superficiais e atmosféricas de Plutão são aqui mostradas em escala de cinzentos, com uma interpretação artística de como processos vulcânicos passados podem ter funcionado sobrepostos a azul.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Isaac Herrera/Kelsi Singer

Os cientistas da missão New Horizons da NASA determinaram que múltiplos episódios de criovulcanismo podem ter criado alguns tipos de estruturas à superfície de Plutão, nunca vistas em nenhum outro lugar do Sistema Solar. O material expulso de baixo da superfície deste distante planeta anão gelado poderia ter criado uma região de grandes cúpulas e elevações ladeadas por colinas, montes e depressões. A New Horizons foi a missão da NASA a fazer a primeira exploração de Plutão e do seu sistema de cinco luas.

"As estruturas particulares que estudámos são exclusivas de Plutão, pelo menos até agora," disse Kelsi Singer, cientista adjunta do projeto New Horizons do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado norte-americano do Colorado, e autora principal do artigo publicado na revista Nature Communications. "Em vez de erosão ou outros processos geológicos, a atividade criovulcânica parece ter extrudido grandes quantidades de material para o exterior de Plutão e ter ressurgido toda uma região do hemisfério que a New Horizons viu de perto."

A equipa de Singer analisou a geomorfologia e composição de uma área localizada a sudoeste do brilhante e gelado "coração" de Plutão, Sputnik Planitia. A região criovulcânica contém várias grandes cúpulas, que vão de 1 a 7 quilómetros de altura e 30 a 100 ou mais quilómetros de largura, que por vezes se fundem para formar estruturas mais complexas. Colinas irregulares interligadas, montes e depressões cobrem os lados e os topos de muitas das estruturas maiores. Nesta área existem poucas ou nenhumas crateras, o que indica que é geologicamente jovem. As maiores estruturas da região rivalizam com o vulcão Mauna Loa no Hawaii.

Mesmo com a adição de amoníaco e outros componentes semelhantes a anticongelantes para baixar a temperatura de fusão da água gelada - um processo semelhante à forma como o sal inibe a formação de gelo nas ruas e estradas - as temperaturas extremamente baixas e as pressões atmosféricas em Plutão congelam rapidamente a água líquida à sua superfície.

Uma vez que se trata de terrenos geológicos jovens e que foram necessárias grandes quantidades de material para os criar, é possível que a estrutura interior de Plutão tenha retido calor num passado relativamente recente, permitindo que materiais ricos em água fossem depositados à superfície. Os fluxos criovulcânicos capazes de criar as grandes estruturas poderiam ter ocorrido se o material tivesse uma consistência semelhante à da pasta de dentes, se se comportasse de certa forma como os glaciares sólidos de gelo na Terra ou se tivesse uma concha ou calota com material ainda capaz de fluir por baixo.

De acordo com a equipa, outros processos geológicos, considerados capazes de criar as características, são improváveis. Por exemplo, a área tem variações significativas nos altos e baixos do terreno que não poderiam ter sido criados através da erosão. A equipa de Singer também não viu evidências de erosão glaciar extensa ou de sublimação no terreno húmido que rodeia as maiores estruturas.

"Um dos benefícios de explorar novos lugares no Sistema Solar é que encontramos coisas que não estávamos à espera," disse Singer. "Estes gigantescos criovulcões de aspeto estranho, observados pela New Horizons, são um grande exemplo de como estamos a expandir o nosso conhecimento dos processos vulcânicos e da atividade geológica em mundos gelados."

Imagens obtidas em 2015 pela sonda New Horizons revelaram diversas características geológicas que povoam Plutão, incluindo montanhas, vales, planícies e glaciares. Foram particularmente intrigantes porque esperava-se que as temperaturas geladas à distância de Plutão produzissem um mundo gelado e geologicamente inativo.

"Este trabalho recentemente publicado é um verdadeiro marco, mostrando mais uma vez a personalidade geológica de Plutão para um planeta tão pequeno, e como tem sido incrivelmente ativo durante longos períodos," disse Alan Stern, investigador principal da New Horizons e do SwRI. "Mesmo anos após o 'flyby', estes novos resultados de Singer e colegas mostram que há muito mais a aprender sobre as maravilhas de Plutão do que imaginávamos antes de ser explorado de perto."

A região estudada situa-se a sudoeste do "coração" de Plutão, Sputnik Planitia, contém várias grandes cúpulas, sobe até 7 quilómetros de altura e tem 30 a 100 quilómetros de largura, com colinas interligadas, montes e depressões que cobrem os lados e os topos de muitas das estruturas maiores.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Isaac Herrera/Kelsi Singer

Como parte da sua investigação, Kelsi Singer do SwRI e a equipa da New Horizons propuseram os nomes de duas estruturas na região criovolcânica em homenagem às pioneiras da aviação Bessie Coleman, a primeira afro-americana e nativa americana a obter uma licença de piloto, e Sally Ride, a primeira mulher americana no espaço. A União Astronómica Internacional aprovou os nomes Coleman Mons e Ride Rupes em outubro de 2021. Coleman Mons foi a chave para compreender esta região porque pode ser uma das mais recentes cúpulas vulcânicas formadas. Ride Rupes é um dos penhascos mais altos e longos de Plutão e indica que podem haver falhas profundas na área que possam permitir que a criolava flua para cima a partir do subsolo. Os valores de elevação nesta região variam mais de 8 quilómetros desde as áreas mais altas a vermelho/laranja até às áreas mais baixas a rosa/branco.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Kelsi Singer

// JHUAPL (comunicado de imprensa)
// SwRI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Communications)

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