Os Cientistas Advertem Io: Seus Vulcões Estão no Lugar Errado

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observatory_150105A lua Io de Júpiter é a o mundo mais ativa vulcanicamente falando no nosso Sistema Solar, com centenas de vulcões, alguns emitindo fontes de lava a mais de 250 milhas de altura. Contudo, concentrações de atividade vulcânica estão significantemente deslocadas de onde elas eram esperadas de estarem acontecendo, de acordo com os modelos que predizem como o interior da lua é aquecido, de acordo com pesquisadores da NASA e da Agência Espacial Europeia.

Io está presa numa guerra de forças entre a gravidade massiva de Júpiter e as menores, porém precisas forças exercidas por suas duas luas vizinhas que orbitam o planeta Júpiter de uma distância maior, Europa e Ganimedes. Io orbita Júpiter a uma velocidade maior do que essas outras luas, completando duas órbitas enquanto Europa completa uma e quatro órbitas enquanto Ganimedes faz uma apenas. Esse período regular significa que Io sente a força gravitacional mais forte de suas luas vizinhas na mesma posição orbital, o que distorce a órbita de Io tornando-a ovalada. Isso, por sua vez, faz com que Io se flexione, à medida que se move ao redor de Júpiter.

Por exemplo, à medida que Io chega mais perto de Júpiter, a poderosa gravidade do planeta gigante deforma a lua em sua direção e então quando Io se move para pontos mais distantes, a força gravitacional diminui e a lua relaxa. A flexão da gravidade gera aquecimento de maré – da mesma forma que você pode aquecer um arame ao fazer movimentos de dobrá-lo de forma repetitiva, a flexão cria uma fricção no interior de Io, que gera um calor intenso que por sua vez alimenta o vulcanismo extremo de Io.

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A questão é como exatamente esse calor de maré afeta o interior da lua. Alguns propõem que isso aquece o interior profundo de Io, mas a visão que prevalece é que a maior parte do calor ocorre dentro de uma camada relativamente rasa sob a crosta, chamada de astenosfera. A astenosfera é onde a rocha se comporta plasticamente, se deformando lentamente sob o calor e a pressão.

“Nossa análise suporta a visão que prevalece de que a maior parte do calor é gerado na astenosfera, mas nós encontramos que a atividade vulcânica está localizada entre 30 a 60 graus a leste de onde nós esperávamos encontra-la”, disse Christopher Hamilton da Universidad de Maryland, College Park. Hamilton, que é baseado no Goddard space Flight Center da NASA em Greenbelt, é o principal autor de um artigo publicado na edição de 1 de Janeiro de 2013 da Earth and Planetary Science Letters.

Hamilton e a sua equipe realizaram a análise espacial usando um novo mapa geológico global de Io, produzido por David Williams, da Universidade Estadual do Arizona, em Tempe, e seus colegas usaram dados da sonda da NASA. O mapa fornece o inventário mais compreensivo até hoje dos vulcões de Io, permitindo que padrões de vulcanismo possam ser explorados com um detalhe nunca antes conseguido. Assumindo que os vulcões estão localizados acima de onde a maior parte do calor interno ocorre, a equipe testou uma grande variedade de modelos do interior de Io comparando os locais de atividade vulcânica observada com os padrões previstos de aquecimento de maré.

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“Nós realizamos a primeira análise estatística rigorosa da distribuição de vulcões no novo mapa geológico global de Io”, disse Hamilton. “Nós descobrimos um deslocamento sistemático para leste entre os locais observados e os previstos para os vulcões que não podem ser reconciliados com qualquer outro modelo de aquecimento de maré de corpo sólido existente”.

Existem várias possibilidades para explicar o deslocamento incluem uma rotação mais rápida que a esperada para Io, uma estrutura interior que permite que o magma viaje distâncias significantes de onde a maior parte do calor ocorre até os pontos onde ele é capaz de ser expelido na superfície, ou um componente perdido nos modelos existentes de aquecimento de maré, como maré de fluidos de um oceano de magma subterrâneo, de acordo com a equipe.

O magnetômetro a bordo da sonda da missão Galileo da NASA detectou um campo magnético ao redor de Io, sugerindo a presença de um oceano de magma global na subsuperfície. À medida que Io orbita Júpiter, ele se move dentro do vasto campo magnético do planeta. Os pesquisadores pensam que isso poderia induzir um campo magnético em Io se ele tivesse um oceano global de um magma eletricamente condutor.

“Nossas análises suportam o cenário de um oceano de magma global em subsuperfície como uma possível explicação para o deslocamento entre os locais previstos e observados para a posição dos vulcões em Io”, disse Hamilton. “Contudo, o oceano de magma de Io não seria como os oceanos na Terra. Ao invés de ser uma camada completamente fluida, o oceano de magma de Io provavelmente é mais esponjoso, com no mínimo 20 por cento de silicatos derretidos dentro de uma matriz de rocha que se deforma de forma vagarosa”.

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O aquecimento de maré também é pensado como sendo o responsável pelos oceanos de água líquida que provavelmente existem abaixo da crosta congelada de Europa e da lua de Saturno, Encélado. Como a água líquida é um ingrediente para a vida, alguns pesquisadores propõem que a vida poderia existir nesses mares de subsuperfície se uma fonte de energia usável e um suprimento de matéria prima também estivessem presentes. Esses mundos são muito frios para suportar a água líquida em suas superfícies, assim, um melhor entendimento sobre como o aquecimento de maré trabalha poderia revelar como a vida poderia ser sustentada em lugares outrora inóspitos do universo.

“O inesperado deslocamento para leste da localização dos vulcões é uma pista que algo está perdido no nosso entendimento de Io”, disse Hamilton. “Por um lado esse é o nosso resultado mais importante. Nosso entendimento da produção do calor de maré e a sua relação com o vulcanismo em superfície ainda é incompleto. A interpretação de por que nós temos esse deslocamento e outros padrões estatísticos que nós observamos ainda está em aberto, mas eu acho que nós levantamos muitas novas questões, o que é bom”.

O vulcanismo de Io é tão extenso que ele tem sua superfície completamente renovada a cada milhão de anos aproximadamente, o que é na verdade extremamente rápido para a idade de 4.5 bilhões de anos do Sistema Solar.  Assim, para saber mais sobre o passado de Io, nós temos que entender a sua estrutura interior melhor, pois sua superfície é muito jovem para registrar a história completa, de acordo com Hamilton.

A pesquisa foi financiada pela NASA, o NASA Postdoctoral Program, administrado pela Oak Ridge Associated Universities e pela Agência Espacial Europeia.

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Fonte:

http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/io-volcanoes-displaced.html

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Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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