“Zona mole” em camada de gelo poderia fornecer material para plumas de lua saturnina. “Listras tigradas” também são evidência de aquecimento por cisalhamento.
Encélado, lua de Saturno, há muito tempo é vista como potencial local para abrigar vida. Em 2005, a sonda Cassini, da NASA, descobriu enormes plumas de vapor de água em erupção de sua superfície congelada. Mais tarde, foi teorizado que esses gêiseres vêm de um vasto oceano subterrâneo – talvez habitável. O líquido do oceano poderia estar escapando por rachaduras na crosta gelada da lua.
Pesquisadores do Dartmouth College se propuseram a entender exatamente como esses gêiseres se formam e, por fim, sugeriram que as plumas podem não vir de um oceano sob a superfície. A equipe sugere que a água nos gêiseres pode se originar do gelo derretido da superfície de Encélado. Isso não só desafia a ideia de que as erupções estão diretamente ligadas ao oceano no subsolo, mas também a de que o astro pode sustentar vida.
O estudo foi publicado em 5 de fevereiro na Geophysical Research Letters.
A equipe acredita que há dois grandes problemas com a ideia de que as plumas vêm de um oceano subterrâneo. Primeiro, seria muito difícil para uma rachadura cortar completamente a espessa camada de gelo e, segundo, mesmo que uma rachadura atingisse o oceano, não está claro como a água das profundezas viajaria através dela.
Outra possibilidade descrita pelos pesquisadores é que o aquecimento por cisalhamento — calor gerado pelo atrito do gelo consigo mesmo — ocorre ao longo de “fraturas de tigre”.
“Postulamos que o reservatório não é necessariamente um oceano subterrâneo, mas poderia ser uma zona mole dentro da camada de gelo”, escreveram no artigo. “Uma conexão da superfície a um reservatório ainda é necessária, mas não é necessário que a fratura se estenda por todo o caminho através da camada de gelo.”
O sal dentro da camada de gelo diminui o ponto de derretimento do gelo. Esse efeito, combinado com o calor do atrito ao longo das fraturas, cria uma mistura lamacenta de gelo parcialmente derretido e água salgada. De acordo com os pesquisadores, isso poderia fornecer uma fonte quase líquida para as plumas vistas em erupção no polo sul de Encélado.
As cristas duplas observadas ao redor da faixa de tigre também podem fornecer uma evidência de aquecimento por cisalhamento. Os pesquisadores escreveram que estudos “descrevem a formação de cristas duplas em satélites gelados com base em evidências de recongelamento na neve da superfície da camada de gelo da Groenlândia”. “À medida que a água líquida congela em um reservatório próximo à superfície, ela se expande e impulsiona os lados da rachadura verticalmente. A zona mole que propomos pode ser uma fonte de água próxima à superfície e as cristas duplas podem ser evidências de ocorrências episódicas de gêiseres seguidas por períodos dormentes de recongelamento.”
A equipe também argumenta que a proporção de gases identificados nas plumas pela
Cassini, especialmente hidrogênio, poderia ser suficientemente explicada pelo derretimento parcial de clatratos, estruturas cristalinas formadas dentro do gelo e da rocha que podem reter gases. “O hidrogênio molecular pode ficar preso em clatratos com estabilização de [metano] e [dióxido de carbono] ou persistir como bolhas de gás arrastadas dentro da camada de gelo, como encontrado em camadas de gelo na Terra.”
Devido à volatilidade do hidrogênio, o derretimento parcial pode permitir que parte dele escape enquanto retém dióxido de carbono e metano, levando à maior proporção de hidrogênio observada nas plumas. À medida que o gelo flui, recongela e sofre mudanças tectônicas, gelo salgado e clatratos são reabastecidos para a “zona mole”, sustentando a composição da pluma.
“Com uma zona mole fornecendo o material da pluma, o sal, as nanopartículas e os clatratos de gás precisariam ser repostos ao longo do tempo para manter os níveis observados pela Cassini. Embora não modelemos os processos de reposição aqui, é uma área de trabalho futuro.”