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domingo, 3 de julho de 2016

A importância vital da água e do interesse astronômico


A importância vital da água e do interesse astronômico
A importância vital da água e do interesse astronômico

 A semana da água

Apesar da importância vital da água e do interesse astronômico pela sua existência universal, a semana da água a que me refiro não é aquela atrelada ao dia mundial da água, celebrado todo dia 22 de março. Esta semana foi marcada pelo anúncio quase simultâneo, por duas equipes independentes, da existência de oceanos em Encélado e Plutão. Em ambos os casos, são resultados de simulações em computador que, juntando os dados das sondas Cassini e New Horizons respectivamente, apontam a presença de água líquida nos dias de hoje, e não em um passado remoto em ambos os corpos celestes! É assim.

Plutão
As imagens enviadas pela sonda New Horizons, que passou por Plutão no meio do ano passado, revelaram uma superfície com poucas crateras de impacto. Na verdade, com nenhuma grande cratera, apenas umas poucas e pequenas salpicadas em algumas planícies congeladas. A falta de crateras significa que o terreno é recente. Para o terreno ser recente, precisa haver atividade tectônica ativa. Aliás, a superfície de Plutão é coberta por gelo, com montanhas de gelo, mas também montanhas rochosas, cobertas por? Gelo.

Além dessas características, as imagens mostram também algumas fissuras no gelo, como cânions. Estruturas como essas fissuras são originárias de movimentos de placas tectônicas tão comuns aqui na Terra. Mas como explicar atividade tectônica em um mundinho de 1.200 km de raio? Por ser tão pequeno, o esperado é que o planeta como um todo já se resfriou e não possui oceanos de magma como a Terra para que haja movimentos de placas e vulcanismo. Como, então, poderia haver movimentação de placas superficiais?

Água
Se toda a água que existe em Plutão tivesse se congelado, haveria a formação de um tipo de gelo chamado gelo II. Esse é o estado que a água assume quando é congelado a baixas temperaturas e altas pressões, as condições em Plutão. E a chave para a resposta é a ausência do gelo tipo II (o gelo comum é tipo I, menos denso). Caso ele tivesse se formado, como seria o esperado, as fissuras presentes na superfície de Plutão seriam por compressão das placas superficiais. Ao invés disso, as fissuras se formaram pelo movimento de escorregamento ou afastamento de uma placa da outra, como efeito de estarem boiando sobre um oceano. E isto estaria acontecendo hoje ainda!

Agora a grande questão ainda não respondida é: como a água não se congelou em Plutão? É preciso haver uma fonte geotérmica ativa ainda e o principal suspeito é o decaimento radioativo de elementos instáveis no núcleo rochoso. Mas isso ainda está longe de ser respondido. EncéladoEm Encélado a coisa é diferente. O oceano em si já é conhecido há alguns anos por causa dos gêiseres ativos no seu polo sul, mas uma questão em debate é se esse oceano tem uma escala global, ou se é apenas um reservatório localizado. Manter a água em estado líquido não é um problema, como em Plutão. As intensas forças gravitacionais de Saturno proveem as forças de maré suficientes para gerar calor e derreter o gelo de Encélado.

As observações precisas dos movimentos de Encélado mostrou que ele tem um movimento de oscilação em sua rotação (chamado de libração), que não só confirmou a extensão global do oceano, mas também ajudou a determinar a estrutura dessa enigmática lua de Saturno. De acordo com os melhores modelos teóricos aplicados aos dados, Encélado teria um núcleo rochoso de 185 km de raio, coberto por um oceano salgado de 45 km de espessura, coberto por uma capa de gelo de espessura média de 20 km. No polo sul a capa seria bem mais fina, tipo uns 5 km no máximo, o que facilitaria o escape dos gêiseres. Com uma camada mais fina, futuras missões poderiam estudar a estrutura interna desses gêiseres através de radar.

Os resultados são muito interessantes, poder descrever a estrutura interna de uma lua a partir dos movimentos de oscilação registrados à distância usando física básica e simulações de computador é fantástico! Só que encontrar uma camada de gelo mais fina põe outro desafio. O modelo de forças de maré proveem bastante energia para manter o gelo derretido em Encélado, mas a capa mais fina significa também menos proteção para o calor gerado. Até o começo dessa semana, a capa de gelo tinha 40 km de espessura, o que mantinha o isolamento térmico desse oceano, mas com 20 km, na média, muito calor deve se perder no espaço. Conclusão: deve haver mais uma forma de geração de calor ativa em Encélado que compense a perda através do gelo mais fino e mais uma vez o decaimento radioativo deve ser esse mecanismo. Água em Encélado e Plutão. Como eu disse lá no começo, sua presença é universal e, se ela é imprescindível para a existência de vida, não há como evitar de pensar que ela possa estar espalhada pelo universo também.

Imagem: NASA/JHU-APL/SwRI
Fonte: g1.globo.com/ciencia-e-saude/blog/observatorio/
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