Traduzido por Julio Batista
Original de Russell McLendon para o ScienceAlert
Europa é o objeto sólido mais liso do nosso Sistema Solar, graças à sua espessa camada de gelo. No entanto, sob seu exterior liso, a quarta maior lua de Júpiter parece abrigar segredos – ou seja, um oceano profundo e salgado com potencial intrigante para a vida alienígena.
Esse oceano faz de Europa um alvo principal para estudos científicos, incluindo duas missões orbitais separadas definidas para serem lançadas em direção a Júpiter nos próximos dois anos.
E embora demore vários anos para que qualquer uma das sondas chegue, os cientistas já estão ajudando a desvendar Europa de outras maneiras, obtendo informações de observações de telescópios, sobrevoos de sondas anteriores, experimentos de laboratório e simulações de computador.
Em um novo estudo, pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, e da Universidade de Hokkaido, no Japão, usaram supercomputadores da NASA para examinar uma peculiaridade menos conhecida de Europa: por que a camada de gelo gira mais rápido que a interior?
De acordo com a pesquisa, a rotação fora de sincronia da superfície pode ser causada por correntes oceânicas vindas de baixo. Essa é uma grande revelação, explicou o principal autor e pesquisador do JPL, Hamish Hay, agora na Universidade de Oxford; é uma revelação que pode oferecer novas pistas sobre o que está acontecendo lá embaixo.
“Antes disso, sabia-se, por meio de experimentos de laboratório e modelagem, que o aquecimento e o resfriamento do oceano de Europa podem gerar correntes”, disse Hay. “Agora, nossos resultados destacam um acoplamento entre o oceano e a rotação da camada de gelo que nunca foi considerado anteriormente”.
A camada de gelo flutua no oceano de Europa, por isso pode girar independentemente do resto da lua , incluindo o oceano, o interior rochoso e o núcleo metálico. Os cientistas há muito tempo suspeitam disso, mas as forças que impulsionam a rotação da camada são misteriosas.
Europa está sujeita à flexão das marés por Júpiter, que distorce a lua por meio de sua poderosa atração gravitacional. Este cabo de guerra colossal causa rachaduras na camada de gelo de Europa e provavelmente gera uma parte do calor do manto e do núcleo.
Junto com a energia térmica liberada do decaimento radioativo, acredita-se que esse calor do interior de Europa suba pelo oceano em direção à superfície congelada como uma panela de água esquentando em um fogão.
Combinado com a rotação de Europa e outros fatores, esse gradiente vertical de temperatura deve alimentar algumas correntes oceânicas bastante poderosas.
E de acordo com as estimativas do estudo, essas correntes podem ser poderosas o suficiente para mover a camada de gelo global acima. Ninguém sabe exatamente a espessura da casca, mas as estimativas variam de cerca de 15 a 25 quilômetros de espessura.
Embora os cientistas soubessem que a camada de gelo de Europa provavelmente gira por conta própria, eles se concentraram na influência gravitacional de Júpiter como a força motriz.
“Para mim, foi completamente inesperado que o que acontece na circulação do oceano pudesse ser suficiente para afetar a camada de gelo. Isso foi uma grande surpresa”, disse o co-autor do estudo e cientista do Projeto Europa Clipper, Robert Pappalardo, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
“E a ideia de que as rachaduras e sulcos que vemos na superfície de Europa podem estar ligadas à circulação do oceano abaixo é fascinante. Os geólogos geralmente não pensam: ‘Talvez seja o oceano fazendo isso'”, acrescentou.
Os pesquisadores usaram supercomputadores da NASA para construir simulações complexas do oceano de Europa, emprestando técnicas que foram usadas para modelar oceanos na Terra.
Esses modelos permitem que eles se aprofundem nos detalhes da circulação da água em Europa, incluindo como esses padrões são influenciados pelo aquecimento e resfriamento do oceano.
Um dos principais focos do estudo foi o arrasto, ou a força horizontal do oceano empurrando o gelo acima dele. Ao incluir o arrasto em suas simulações, os pesquisadores descobriram que algumas correntes mais rápidas poderiam produzir arrasto suficiente para acelerar ou desacelerar a rotação da camada de gelo de Europa.
Embora esse efeito dependa da velocidade das correntes, os pesquisadores observam que o aquecimento interno de Europa pode variar com o tempo. Isso poderia levar a uma variação correspondente na velocidade das correntes oceânicas, causando, por sua vez, uma rotação mais rápida ou mais lenta da camada de gelo.
Além de nos ajudar a entender Europa, esta pesquisa também pode se aplicar a outros mundos oceânicos, apontam os pesquisadores, onde as características da superfície podem oferecer pistas sobre as águas escondidas abaixo.
“E agora que sabemos sobre o potencial acoplamento dos oceanos interiores com as superfícies desses corpos, podemos aprender mais sobre suas histórias geológicas, bem como as de Europa”, disse Hay.
O Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) da ESA está programado para ser lançado em abril de 2023, iniciando sua viagem para estudar as três grandes luas oceânicas de Júpiter: Ganímedes, Calisto e Europa.
No final de 2024, a NASA planeja lançar seu orbitador Europa Clipper, que realizará quase 50 sobrevoos próximos para investigar a potencial habitabilidade da lua. De acordo com os autores do novo estudo, pode até ser capaz de medir com precisão a rapidez com que a camada de gelo de Europa está girando.
O estudo foi publicado no JGR Planets.