Desde que a sonda New Horizons da NASA passou por Plutão no ano passado que existem cada vez mais evidências de que o planeta anão poderá ter um oceano líquido por baixo da sua concha gelada.
© NASA/APL/SwRI (Plutão)
Agora, através de modelos da dinâmica do impacto que criou uma grande cratera à superfície de Plutão, uma equipe de pesquisadores fez uma nova estimativa da espessura dessa camada de líquido.
Os pesquisadores, liderado pelo geólogo Brandon Johnson da Universidade de Brown, descobriram uma probabilidade alta para a existência de uma camada de água líquida com mais de 100 km por baixo da superfície de Plutão. A pesquisa também fornece pistas sobre a composição desse oceano, sugerindo que tem provavelmente um teor de sal semelhante ao do Mar Morto.
"Os modelos térmicos do interior de Plutão e evidências tectônicas descobertas à superfície sugerem a existência de um oceano subsuperficial, mas não é fácil inferir o seu tamanho ou qualquer outra característica," afirma Johnson. "Temos sido capazes de colocar algumas restrições na espessura e obter algumas pistas sobre a composição."
A pesquisa focou-se em Sputnik Planum, uma bacia com 900 km de diâmetro que compõe o lóbulo oeste da famosa característica em forma de coração revelada durante o voo rasante da New Horizons. A bacia parece ter sido criada por um impacto, provavelmente por um objeto com 200 km de diâmetro ou maior.
A história de como a bacia está relacionada com o hipotético oceano de Plutão começa com a sua posição no planeta relativamente à maior lua de Plutão, Caronte. Plutão e Caronte sofrem de bloqueio de marés, o que significa que mostram sempre a mesma face, um ao outro, à medida que giram. Sputnik Planum está posicionada diretamente no eixo das marés que liga os dois mundos. Esta posição sugere que a bacia tem o que se chama de anomalia positiva de massa, ou seja, tem mais massa do que a média da crosta gelada de Plutão. À medida que a gravidade de Caronte atrai Plutão, puxaria proporcionalmente mais as áreas com mais massa, o que inclinaria o planeta até que Sputnik Planum se tornasse alinhada com o eixo das marés.
Mas uma anomalia positiva de massa tornaria Sputnik Planum uma espécie de característica bizarra no que toca a crateras.
"Uma cratera de impacto é basicamente um buraco no chão," comenta Johnson. "Pegamos num monte de material e lançamo-lo fora, por isso seria de esperar uma anomalia negativa de massa, mas não é o que vemos com Sptunik Planum. Isto levou as pessoas a pensar como é que se podia obter esta anomalia positiva de massa."
Parte da resposta é que, depois da formação, a bacia foi parcialmente preenchida por nitrogênio gelado. A camada de gelo adiciona alguma massa à bacia, mas não é espessa o suficiente, por si só, para fazer com que Sputnik Planum tenha massa positiva, realça Johnson. O resto da massa pode ser gerada por um líquido oculto sob a superfície.
Como uma bola de boliche deixada cair sobre um trampolim, um grande impacto cria uma depressão à superfície do planeta, seguida por um ressalto. Este ressalto puxa material para cima a partir do interior do planeta. Se esse material reemergido é mais denso do que o que foi expelido pelo impacto, a cratera acaba por ter a mesma massa que tinha antes do impacto. Este é um fenômeno que os geólogos chamam de compensação isostática.
A água é mais densa que o gelo. Portanto, caso exista uma camada de água líquida por baixo da concha gelada de Plutão, esta poderá ter brotado após o impacto de Sputnik Planum, equilibrando a massa da cratera. Caso a bacia tenha começado com massa neutra, então a camada de nitrogênio depositada mais tarde seria suficiente para criar uma anomalia positiva de massa.
"Este cenário requer um oceano líquido," afirma Johnon. "Queríamos correr modelos de computador do impacto para ver se isto é algo que realmente podia acontecer. O que descobrimos é que a produção de uma anomalia positiva de massa é realmente muito sensível à espessura da camada oceânica. É também sensível ao teor de sal desse oceano, pois o teor de sal afeta a densidade da água."
Os modelos simularam o impacto de um objeto grande o suficiente para formar uma bacia do tamanho de Sputnik Planum que atingia Plutão a uma velocidade esperada para esta zona do Sistema Solar. A simulação assumiu várias espessuras da camada de água por baixo da crosta, desde a ausência de água até uma camada com 200 km de espessura.
O cenário que melhor reconstruiu o tamanho e profundidade observada de Sputnik Planum, além de produzir uma cratera com massa compensada, foi o cenário no qual Plutão tem uma camada oceânica com mais de 100 km de espessura e uma salinidade de aproximadamente 30%.
À medida que os cientistas continuam a estudar os dados enviados pela New Horizons, Johnson espera que surja uma imagem mais clara do possível oceano de Plutão.
O estudo foi publicado na revista Geophysical Research Letters.
Fonte: Brown University
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