Europa, uma das luas geladas de Júpiter, há muito que fascina os cientistas devido ao que poderá existir sob a sua camada gelada: um oceano global de água líquida.

Esse oceano oculto tornou Europa um dos locais mais interessantes do Sistema Solar para estudar as condições que poderiam sustentar a vida. No entanto, uma nova investigação liderada pelo cientista Lujendra Ojha, da Universidade de Rutgers, sugere que um dos atalhos mais promissores para o oceano de Europa poderá ser muito mais complicado do que se pensava anteriormente.

Num estudo publicado na revista Nature Astronomy, Ojha e os seus colegas utilizaram simulações computacionais para testar se a água líquida do oceano profundo de Europa poderia subir através de fissuras no gelo e acumular-se em reservatórios pouco profundos, mais próximos da superfície. Tais reservatórios, caso existam, poderiam ser mais fáceis de detetar ou de recolher amostras por futuras missões do que o oceano enterrado nas profundezas.

"O mistério que queríamos resolver era se esta viagem é realmente possível", afirmou Ojha, professor associado do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Faculdade de Artes e Ciências da Rutgers. "Será que a água líquida consegue subir do oceano profundo de Europa em direção à superfície sem congelar pelo caminho?"

A conclusão deles: o percurso desde as profundezas do oceano até ao gelo superficial é provavelmente muito mais difícil do que os cientistas tinham suposto.

"Existe uma camada de gelo, há água por baixo e há toda esta especulação sobre como essa água pode vir das profundezas do subsolo e percorrer todo esse caminho até à superfície sem congelar", afirmou Ojha. "É precisamente isso que pensamos ter refutado."

Esta descoberta tem implicações importantes para a futura exploração de Europa. Se forem encontradas bolsas superficiais de água líquida sob a superfície da lua, estas podem não conter necessariamente água proveniente do oceano profundo de Europa. Em vez disso, podem ter-se formado localmente, a partir do gelo que derreteu dentro da própria camada.

Essa distinção é importante. Os cientistas estão interessados em Europa porque a água líquida, a química e a energia são ingredientes essenciais na procura de ambientes habitáveis para além da Terra. Um reservatório raso seria mais fácil de alcançar do que o oceano profundo. Mas se esse reservatório não estiver ligado ao oceano, poderá não revelar o que se passa no ambiente mais intrigante de Europa.

Este trabalho surge num momento em que duas importantes missões espaciais se encontram a caminho do sistema de Júpiter. A missão Europa Clipper da NASA foi lançada em outubro de 2024 e tem chegada prevista a Júpiter em abril de 2030, onde entrará em órbita do planeta e realizará 49 "flybys" próximos de Europa. A missão JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) da ESA foi lançada em abril de 2023 e tem chegada prevista a Júpiter em julho de 2031.

Em conjunto, espera-se que as missões proporcionem aos cientistas uma visão muito mais detalhada da camada de gelo de Europa, da composição da sua superfície e da possível existência de água no subsolo. O radar da Europa Clipper poderá ajudar os cientistas a determinar se existem reservatórios pouco profundos e qual a sua estrutura.

Por baixo da superfície extremamente fria de Europa, poderá existir um oceano global que se mantém no estado líquido, dado que a poderosa gravidade de Júpiter comprime e estica continuamente a lua, gerando calor interno que fica retido pela camada de gelo que o cobre.

O estudo centra-se nos diques, fendas estreitas ou fraturas que, em teoria, poderiam permitir que a água do oceano subisse através do gelo. A ideia é, de certa forma, semelhante à maneira como a rocha derretida se pode mover através de fendas na Terra antes de alimentar a atividade vulcânica. Em mundos gelados, o processo é conhecido como criovulcanismo, ou seja, vulcanismo que envolve gelo e água em vez de rocha derretida.

Ojha afirmou que essa comparação só é útil até certo ponto.

"O gelo e a água líquida são fundamentalmente diferentes da lava e dos vulcões que vemos aqui na Terra", afirmou. "Penso que há alguns aspetos fundamentais da física que estão a faltar aqui e, por isso, quis explorar essa questão".

Uma peça que falta, segundo Ojha, é a turbulência. Os modelos anteriores tratavam frequentemente a água que subia através do gelo de Europa como se esta se movesse de forma relativamente ordenada. Mas as simulações lideradas pela Rutgers sugerem que a água provavelmente se moveria de forma rápida e turbulenta através das fraturas, misturando-se contra as paredes frias da fenda e perdendo calor rapidamente para o gelo circundante.

"Esta água que vai subir vai estar turbulenta", disse Ojha. "Vai oscilar para a esquerda e para a direita, vai subir e descer, vai ter um movimento giratório. E quando isso acontece, essa água líquida vai arrefecer muito, muito rapidamente à medida que se aproxima da superfície".

À medida que a água arrefece, pode entrar em estado de superarrefecimento, o que significa que permanece líquida mesmo depois de descer abaixo da sua temperatura normal de congelamento. Nessas condições, podem formar-se minúsculos cristais de gelo chamados gelo frazil, que se acumulam e obstruem o caminho.

As simulações mostram que fendas estreitas poderiam congelar e fechar-se em poucas horas. Fendas mais largas poderiam transportar mais água em condições ideais, mas a turbulência torna esses cenários muito menos favoráveis. Os investigadores descobriram que, para fornecer água suficiente para formar algumas das características da superfície de Europa, as fraturas teriam de ser irrealisticamente longas ou ocorrer em grande número.

O resultado é uma imagem de Europa em que a água pouco profunda, se existir, poderá ter uma origem diferente daquela que muitos cientistas esperavam. Em vez de provir diretamente do oceano, a água poderá ser produzida por aquecimento e derretimento localizados no interior da camada de gelo.

"O nosso trabalho sugere que a camada de gelo de Europa pode constituir uma barreira mais forte entre o oceano e a superfície do que se pensava anteriormente", afirmou Ojha. "Isto ajuda as futuras missões a interpretar o que encontrarem e a compreender melhor onde procurar sinais de habitabilidade".

// Universidade de Rutgers (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Quer saber mais?

Europa:
NASA
Wikipedia

Júpiter:
NASA
Nine Planets
Wikipedia

Europa Clipper:
NASA
JPL
Wikipedia

JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer):
ESA
Wikipedia