Europa. Crédito da imagem: NASA Clique para ampliar
A descoberta de que a lua de Júpiter, Europa, provavelmente tem um oceano frio e salgado sob sua crosta gelada, colocou Europa na pequena lista de objetos em nosso sistema solar que os astrobiólogos gostariam de estudar mais. Na conferência Earth System Processes II em Calgary, Canadá, Ron Greeley, geólogo planetário e professor de geologia na Arizona State University em Phoenix, Arizona, fez uma palestra resumindo o que se sabe sobre Júpiter e suas luas e o que resta a ser descoberto .
Houve seis naves espaciais que exploraram o sistema de Júpiter. Os dois primeiros foram naves espaciais da Pioneer na década de 1970 que voaram pelo sistema de Júpiter e fizeram algumas breves observações. Essas foram seguidas pela sonda Voyager I e II, que nos deu nossas primeiras visões detalhadas dos satélites da Galiléia. Mas a maioria das informações que temos provém da missão Galileo. Mais recentemente, houve um sobrevôo da espaçonave Cassini, que passou por Júpiter e fez observações a caminho de Saturno, onde está atualmente em operação. Mas quase tudo o que sabemos sobre a geologia do sistema de Júpiter e, em particular, os satélites da Galiléia (Io, Europa, Ganimedes e Calisto) vieram da missão Galileo. O Galileo nos deu uma incrível variedade de informações que ainda estamos analisando hoje.
Existem quatro satélites galileus. Io, o mais interno, é vulcanicamente o objeto mais ativo do sistema solar. Deriva sua energia interna da tensão das marés no interior, à medida que é empurrada entre Europa e Júpiter. O vulcanismo explosivo que vemos lá é muito impressionante. Existem plumas que são ejetadas cerca de 200 quilômetros (124 milhas) acima da superfície. Também vemos vulcanismo efusivo na forma de fluxos de lava em erupção na superfície. São fluxos muito fluidos e de alta temperatura. Em Io, vemos esses fluxos se estendendo por centenas de quilômetros através da superfície.
Todos os satélites da Galiléia estão em órbitas elípticas, o que significa que às vezes eles estão mais perto de Júpiter, outras vezes estão mais longe e estão sendo empurrados pelos vizinhos. Isso gera atrito interno a níveis suficientes, no caso de Io, para derreter o interior e "dirigir" os vulcões. Os mesmos processos estão ocorrendo na Europa. E existe a possibilidade de ocorrer vulcanismo de silicato sob a crosta gelada de Europa.
Ganimedes é o maior satélite do sistema solar. Tem uma concha gelada externa. Pensamos que ele tem um oceano sub-gelo de água líquida sobre um núcleo de silicato e talvez um pequeno núcleo metálico interno. Ganimedes está sujeito a processos geológicos desde a sua formação. Tem uma história complexa, dominada por processos tectônicos. Vemos uma combinação de recursos muito antigos e muito novos. Podemos ver padrões complexos de fabricação em sua superfície que atravessam padrões de fratura mais antigos. A superfície é fraturada em blocos que foram deslocados no interior superior, aparentemente líquido. Também vemos a história do impacto que data do período do bombardeio precoce. Decifrar a história tectônica de Ganímedes é um trabalho em andamento.
Calisto é o mais externo dos satélites da Galiléia. Também foi submetido a bombardeios de impacto, refletindo o histórico de acreção inicial do sistema solar em geral, e do sistema Júpiter em particular. A superfície é dominada por crateras de todos os tamanhos. Mas ficamos surpresos com a aparente falta de crateras de impacto muito pequenas. Vemos crateras de impacto muito pequenas em seu vizinho, Ganimedes; não os vemos no Callisto. Acreditamos que existe algum processo que apaga as pequenas crateras - mas apenas em áreas selecionadas da lua. Este é um mistério que não foi resolvido: qual é o processo que está removendo as minúsculas crateras em algumas áreas ou, alternativamente, elas podem não ter se formado lá por algum motivo para começar? Novamente, este é um tópico de pesquisa em andamento.
O que eu quero falar principalmente, porém, é Europa. Europa é do tamanho da lua da Terra. É principalmente um objeto de silicato, mas possui uma camada externa de H2O, cuja superfície está congelada. O volume total de água que cobre seu interior de silicato excede toda a água da Terra. A superfície dessa água está congelada. A pergunta é: o que há embaixo dessa concha congelada? Existe gelo sólido até o fundo ou existe um oceano líquido? Achamos que há água líquida sob a crosta gelada, mas não sabemos com certeza. Nossas idéias são baseadas em modelos e, como todos os modelos, estão sujeitas a estudos adicionais.
A razão pela qual pensamos que existe um oceano líquido em Europa é o comportamento do campo magnético induzido em torno de Europa que foi medido pelo magnetômetro no Galileo. Júpiter tem um enorme campo magnético. Por sua vez, induz um campo magnético, não apenas na Europa, mas também em Ganimedes e Calisto. A maneira como o campo magnético induzido se comporta é consistente com a presença de um oceano líquido salgado na superfície, não apenas na Europa, mas também em Ganimedes e Calisto.
Sabemos que a superfície é gelo de água. Sabemos que existem componentes que não são de gelo, o que inclui vários sais. E sabemos que a superfície foi processada geologicamente: foi fraturada, curada e quebrada repetidamente. Também vemos relativamente poucas crateras de impacto na superfície. Isso indica que a superfície é geologicamente jovem. Europa poderia até ser geologicamente ativa hoje. Imagens de uma região, em particular, mostram uma superfície que foi severamente quebrada. As placas de gelo foram quebradas e trocadas para novas posições. O material vazou entre as rachaduras, depois aparentemente congelado, e achamos que esse poderia ser um dos lugares onde havia material de ressurgência, talvez causado pelo aquecimento das marés de que falei anteriormente.
Tendemos a esquecer a escala das coisas nas ciências planetárias. Mas esses blocos de gelo são enormes. Quando pensamos em futuras explorações, gostaríamos de descer à superfície e fazer certas medições importantes. Então, temos que pensar em sistemas de naves espaciais que poderiam pousar nesse tipo de terreno. Como são esses locais que podem ter material derivado abaixo do gelo, eles são a maior prioridade para a exploração. E, no entanto, como costuma ser o caso da exploração planetária, os lugares mais interessantes são os mais difíceis de alcançar.
Então, o que gostaríamos de saber? Primeiro e mais fundamental é a "noção do oceano". A água líquida existe ou não? A concha de gelo é grossa ou fina? Se existe um oceano lá, qual é a espessura dessa crosta gelada? Isso é muito importante para saber quando pensamos em explorar um possível oceano líquido na Europa: se queremos entrar no oceano, a que profundidade devemos atravessar o gelo? Qual é a idade da superfície? Dizemos "jovem", mas esse é apenas um termo relativo. Tem milhares, centenas de milhares, milhões ou até bilhões de anos? Os modelos permitem uma ampla propagação nas idades, com base na frequência da cratera de impacto. Quais são os ambientes atuais hoje favoráveis à astrobiologia? E quais eram os ambientes no passado? Eles eram iguais ou mudaram com o tempo? As respostas para essas perguntas requerem novos dados.
Outra coisa que motiva nosso interesse em explorar os satélites da Galiléia é tentar entender suas histórias geológicas. Até certo ponto, a diversidade que vemos, de Io a Europa, a Ganimedes e Calisto, pode estar ligada à quantidade de energia das marés que está dirigindo o sistema. A energia máxima das marés impulsiona o vulcanismo que é tão dominante em Io. No outro extremo, pouquíssima energia das marés em Calisto resulta na preservação do registro de impacto das crateras. Europa e Ganimedes estão entre esses dois casos extremos.
A área total da superfície das três luas geladas de Júpiter (Europa, Ganímedes e Calisto) é maior que a área de Marte e, de fato, é aproximadamente equivalente a toda a superfície terrestre da Terra. Portanto, quando discutimos a exploração dos satélites gelados da Galiléia, há muito terreno a ser coberto.
Quanto à exploração futura, deixe-me compartilhar um pouco da história. Há três anos, a NASA estabeleceu o projeto Prometheus. O projeto Prometheus envolve o desenvolvimento de energia nuclear e propulsão nuclear, algo que não era considerado seriamente há algum tempo. A primeira missão a ser executada no projeto Prometheus foi o Jupiter Icy Moons Orbiter, ou JIMO. O objetivo era explorar as três luas geladas dentro do contexto do sistema de Júpiter. Foi um projeto muito ambicioso. Bem, no início deste ano, a JIMO foi cancelada. Mas parece que, no próximo ano, haverá aprovação para um orbitador geofísico para Europa. Os passos iniciais para iniciar a espaçonave estão sendo considerados agora. Europa é uma prioridade muito alta para a exploração e, em reconhecimento a essa prioridade, é provável que esta missão aconteça.
Por que estamos tão interessados na Europa? Quando falamos de astrobiologia, consideramos os três ingredientes para a vida: água, a química certa e energia. A presença deles não significa que a centelha mágica da vida já aconteceu, mas essas são as coisas que achamos necessárias para a vida. E assim, como descrevi, todas as três luas geladas de Júpiter são alvos em potencial. Mas Europa é a maior prioridade, porque parece ter a máxima energia interna.
Então, é claro, primeiro gostaríamos de saber: existe um oceano, sim ou não?
Então, qual é a configuração tridimensional da crosta gelada? Sabemos que os organismos podem viver em fraturas e rachaduras no gelo do Ártico. É provável que essas rachaduras também estejam presentes na Europa e possam ser nichos de grande interesse para a astrobiologia.
Então, queremos mapear as composições de superfície orgânicas e inorgânicas. Vemos nos dados existentes hoje que a superfície é heterogênea. Não é apenas gelo puro na superfície. Existem algumas áreas que parecem mais ricas em componentes que não são de gelo do que em outros lugares. Queremos mapear esse material.
Também queremos mapear características interessantes da superfície e identificar os locais mais importantes para futuras explorações, incluindo os landers.
Então queremos entender Europa no contexto do ambiente de Júpiter. Por exemplo, como o ambiente de radiação imposto por Júpiter afeta a química da superfície na Europa?
Por fim, queremos descer à superfície, porque há várias coisas que podemos fazer apenas a partir da superfície. Temos uma grande quantidade de dados da missão Galileo e esperamos ter ainda mais da potencial missão Europa, mas são dados de sensoriamento remoto. Em seguida, queremos colocar um dispositivo de aterrissagem na superfície que possa fazer algumas medições críticas da verdade do solo, para colocar os dados de sensoriamento remoto em contexto. E assim, dentro da comunidade científica, sentimos que a próxima missão à Europa e ao sistema de Júpiter deveria ter algum tipo de pacote. Mas se isso realmente vai acontecer ou não, fique atento!
Fonte original: NASA Astrobiology
