Satélite entrou na atmosfera há cinco anos, mas dados obtidos por ele continuam sendo analisados. Descoberta tem implicações na compreensão do passado geológico terrestre e do comportamento de camadas de gelo de continente.
Há cinco anos, Explorador de Campo Gravitacional de Circulação Oceânica (GOCE), satélite de mapeamento por gravidade da Agência Espacial Europeia (ESA) sucumbiu à gravidade, mas seus resultados ainda possuem tesouros enterrados – dando uma nova visão dos remanescentes de continentes perdidos escondidos sob a camada de gelo da Antártida.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kiel, na Alemanha, e da Pesquisa Antártica Britânica (BAS) publicou suas últimas descobertas baseadas em dados do GOCE esta semana na Scientific Reports.
Fino, aletado e apelidado de “Fórmula 1 espacial”, o GOCE orbitou a Terra de março de 2009 a novembro de 2013 e foi projetado em torno de um único objetivo: medir a força da gravidade da Terra com mais precisão do que qualquer missão anterior.
O GOCE voou a uma altitude de apenas 255 km, mais de 500 km mais próximo do que um satélite típico de observação da Terra, para maximizar sua sensibilidade à gravidade.
Em seu último ano em órbita, com seu fornecimento de propelente de xenônio aguentando bem, o GOCE foi baixando para apenas 225 km de altitude para medições de gravidade ainda mais precisas. O propelente que o mantinha resistente ao arrasto acabou em outubro de 2013 e o satélite entrou na atmosfera três semanas depois.
O principal resultado do GOCE foi um mapa (geóide) de gravidade global de alta fidelidade, mas a missão também mapeou gradientes de gravidade localizados – medições de quão rapidamente a aceleração da gravidade muda – em todas as direções do movimento, até uma resolução de 80 km.
Mapa tectônico criado por meio de gradientes de gravidade obtidos pelo GOCE (Kiel University / BAS)
A equipe da Universidade de Kiel e da BAS converteu esse mosaico de medições de gravidade em 3D em “índices de forma” baseados em curvatura nas diferentes regiões de nosso planeta, de forma análoga aos contornos de um mapa.
“Os dados de gravidade do satélite podem ser combinados com dados sismológicos para produzir imagens mais consistentes da crosta e do manto superior em 3D, o que é crucial para entender como as dinâmicas das placas tectônicas e do manto profundo interagem”, explicou o autor principal do estudo, Jörg Ebbing, da Universidade de Kiel.
Em combinação com dados sismológicos existentes, esses gradientes gravitacionais mostram alta sensibilidade a características conhecidas da litosfera, a crosta sólida e a seção de manto derretido abaixo dela.
Estas características incluem densas zonas rochosas chamadas crátons – remanescentes de antigos continentes encontrados no coração das modernas placas continentais – regiões de orógeno altamente dobradas associadas a cadeias montanhosas e à fina camada de crosta oceânica.
A nova janela para as profundezas aberta por esses dados oferece novos insights sobre a estrutura de todos os continentes da Terra, mas especialmente da Antártida. Com mais de 98% de sua superfície coberta por gelo com uma espessura média de 2 km, o continente permanece em grande parte como um ponto em branco nos mapas geológicos atuais.
“Essas imagens gravitacionais estão revolucionando nossa capacidade de estudar o continente menos compreendido na Terra, a Antártida”, comentou o co-autor do estudo Fausto Ferraccioli, líder científico de Geologia e Geofísica da BAS.
“Na Antártida oriental, vemos um empolgante mosaico de características geológicas que revelam semelhanças e diferenças fundamentais entre a crosta abaixo da Antártida e outros continentes aos quais se juntou até 160 milhões de anos atrás.”
Os achados do gradiente gravitacional mostram que a Antártida ocidental tem uma crosta e litosfera mais finas em comparação com a oriental, que é composta por um mosaico de antigos crátons separados por orógenos mais jovens, revelando uma semelhança familiar com a Austrália e a Índia.
Topografia da fundação rochosa antártica em mapa de índice de forma a partir de gradientes de gravidade obtidos pelo GOCE (Kiel University / BAS)
Essas descobertas levantam mais do que interesse geológico puramente histórico. Dão pistas de como a estrutura continental da Antártida está influenciando o comportamento das camadas de gelo e a rapidez com que as regiões da Antártica se recuperarão em resposta ao derretimento do gelo.
“É emocionante ver que o uso direto dos gradientes gravitacionais, medidos pela primeira vez com o GOCE, leva a um novo olhar independente dentro da Terra – mesmo abaixo de uma espessa camada de gelo”, comentou Roger Haagmans, cientista de missão do GOCE.
“Ele também fornece um contexto de como os continentes estavam possivelmente conectados no passado antes de se separarem devido ao movimento das placas.”
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