Ganimedes pode abrigar "SANDUÍCHE" de oceanos e gelo

Esta impressão artistica da lua de Júpiter, Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar, ilustra o modelo "ensanduichado" dos seus oceanos interiores. Os cientistas suspeitam que Ganimedes tem um oceano gigantesco por baixo de uma crosta gelada.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Segundo novas pesquisas da NASA, a maior lua do nosso Sistema Solar, uma companheira de Júpiter chamada Ganimedes, pode ter várias camadas empilhadas de gelos e oceanos. Anteriormente, pensava-se que a lua abrigava um espesso oceano entre apenas duas camadas de gelo, uma no topo e outra na parte inferior. "O oceano de Ganimedes pode ser organizado como uma sanduíche," afirma Steve Vance do JPL da NASA em Pasadena, Califórnia, EUA. O estudo, liderado por Vance, fornece novas evidências teóricas para o modelo da equipa, proposto pela primeira vez no ano passado. O artigo da pesquisa foi publicado na revista Planetary and Space Science.

Os resultados apoiam a ideia de que há possibilidade da vida primitiva surgir na lua gelada. Os cientistas dizem que os lugares onde a água e a rocha interagem são importantes para o desenvolvimento da vida; por exemplo, é possível que a vida na Terra tenha começado em aberturas no nosso fundo do mar. Antes do novo estudo, pensava-se que o fundo rochoso do mar de Ganimedes estava revestido com gelo, não líquido - um problema para o surgimento da vida. A existência de camadas sugere o contrário: a primeira camada no topo do núcleo rochoso pode ser água salgada.

"São boas notícias para Ganimedes," comenta Vance. "O seu oceano é enorme, com pressões descomunais, por isso pensava-se que o gelo denso tinha que formar-se no fundo do oceano. Quando adicionámos sais aos nossos modelos, ficámos com líquidos densos o suficiente para mergulhar até ao fundo do mar. Os cientistas da NASA suspeitaram pela primeira da existência de um oceano em Ganimedes na década de 1970, com base em modelos da lua gigante, que é maior que Mercúrio. Nos anos 90, a missão Galileu passou por Ganimedes, confirmando o oceano da lua e mostrando que se estende até profundidades de centenas de quilómetros. A sonda também encontrou evidências de mares salgados, provavelmente contendo sal de sulfato de magnésio.

Os modelos anteriores dos oceanos de Ganimedes assumiam que o sal não mudava muito as propriedades do líquido com a pressão. Vance e a sua equipa mostraram, através de experiências laboratoriais, o aumento da densidade dos líquidos devido à quantidade de sal e sobre estas condições extremas dentro de Ganimedes e de luas similares. Pode parecer estranho que o sal torne o oceano mais denso, mas é fácil vermos por nós próprios com sal de mesa e um copo de água. Em vez de aumentar o volume, o líquido encolhe e torna-se mais denso. Isto é porque os iões do sal atraem as moléculas de água.

Os modelos tornam-se mais complicados quando as diferentes formas de gelo são tidas em contas. O gelo que flutua nas nossas bebidas é chamado "Gelo I". É a forma menos densa de gelo e é mais leve que a água líquida. Mas a altas pressões, como aquelas nos oceanos esmagadoramente profundos de Ganimedes, as estruturas cristalinas do gelo tornam-se mais compactas. "É como encontrar um melhor arranjo para os sapatos na sua bagagem - as moléculas de gelo ficam organizadas mais intimamente," explica Vance. O gelo pode tornar-se tão denso que fica mais pesado que a água e cai para o fundo do mar. O gelo mais denso e pesado, que se pensa existir em Ganimedes, é chamado "Gelo VI."

Ao modelar esses processos em computador, a equipa obteve um oceano "ensanduichado" entre duas a três camadas de gelo, além do fundo rochoso do mar. O gelo mais leve está no topo, e o líquido mais salgado é pesado o suficiente para mergulhar até ao fundo. Além do mais, os resultados demonstram um possível fenómeno bizarro que faz com que "neve para cima" nos oceanos. À medida que os oceanos se agitam e as plumas frias serpenteiam, o gelo na camada oceânica superior, chamado "Gelo III," pode formar-se na água do mar. Quando o gelo se forma, os sais precipitam. Os sais mais pesados deslocam-se para baixo, e o gelo mais leve flutua, "ou sobe neve", para cima. Esta "neve" derrete novamente antes de chegar ao topo do oceano, possivelmente deixando uma espécie de granizo no meio da sanduíche lunar.

"Nós não sabemos quanto tempo dura esta estrutura Dagwood-sanduíche," afirma Christophe Sotin do JPL. "Esta estrutura representa um estado estável, mas vários factores podem indicar que a lua não atinge este estado estável. Sotin e Vance são ambos membros da equipa de Mundos Gelados do JPL, parte do Instituto de Astrobiologia da NASA com sede no Centro de Pesquisa Ames em Moffett Field, no estado americano da Califórnia. Os resultados também pode ser aplicados a exoplanetas, planetas que orbitam outras estrelas que não o nosso Sol. Algumas super-Terras, planetas rochosos mais massivos que a Terra, foram propostos como "mundos de água" cobertos por oceanos.

Será que podem ter vida? Vance e a sua equipa pensam que experiências laboratoriais e modelagem mais detalhada de oceanos exóticos podem ajudar a encontrar respostas. Ganimedes é uma das cinco luas no nosso Sistema Solar que se pensa ter vastos oceanos por baixo das crostas geladas. As outras luas são Europa e Calisto (também de Júpiter) e Titã e Encelado em Saturno. A ESA está a desenvolver uma missão espacial com o nome JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), para visitar Europa, Calisto e Ganimedes em 2030. Tem lançamento previsto para 2022.