Colisões de cometas podem semear o oceano da lua Europa com blocos de construção da vida

O conceito de um artista de um cometa ou impacto de asteroide na lua de Júpiter, Europa. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Os ataques de cometas na lua de Júpiter, Europa, podem ajudar a transportar ingredientes críticos para a vida encontrados na superfície da lua para seu oceano oculto de água líquida – mesmo que os impactos não perfurem completamente a camada de gelo da lua.

A descoberta vem de um estudo liderado por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin, onde os pesquisadores desenvolveram um modelo de computador para observar o que acontece depois que um cometa ou asteróide atinge a camada de gelo, que é estimada em dezenas de quilômetros de espessura.

O modelo mostra que, se um impacto conseguir atravessar pelo menos metade da camada de gelo da lua, a água derretida aquecida que ele gera afundará no restante do gelo, trazendo oxidantes – uma classe de produtos químicos necessários para a vida – da superfície para o oceano. , onde eles poderiam ajudar a sustentar qualquer vida potencial nas águas protegidas.

Uma simulação gerada por computador da câmara de fusão pós-impacto da Cratera Manannan, uma cratera de impacto em Europa. A simulação mostra a água derretida afundando no oceano várias centenas de anos após o impacto. Crédito: Carnahan et al.

Os pesquisadores compararam o afundamento constante da enorme câmara de derretimento a um navio naufragando.

“Depois de obter água suficiente, você simplesmente afundará”, disse o principal autor e aluno de doutorado Evan Carnahan. “É como o Titanic vezes 10.”

Os cientistas propuseram impactos como um meio de transportar oxidantes em Europa, mas presumiram que os ataques teriam que romper o gelo. Este estudo é importante porque sugere que uma gama muito maior de impactos pode fazer o trabalho, disse o coautor Marc Hesse, professor do Departamento de Ciências Geológicas da Escola de Geociências da UT Jackson.

“Isso aumenta a probabilidade de você ter os ingredientes químicos necessários para a vida”, disse Hesse, que também é membro do corpo docente do UT Oden Institute for Computational Engineering & Sciences. O estudo foi publicado na Geophysical Research Letters.

Tyre, uma grande cratera de impacto em Europa. Crédito: NASA/JPL/DLR

Se os oxidantes podem ir de onde se formam naturalmente na superfície de Europa para o oceano é uma das maiores questões da ciência planetária. Um dos objetivos da próxima missão Europa Clipper da NASA para a lua gelada é coletar dados que possam ajudar a restringir as respostas.

Por enquanto, os impactos de cometas e asteroides estão entre os mecanismos mais plausíveis. Os cientistas detectaram dezenas de crateras na superfície de Europa, muitas com uma aparência ondulada distinta que sugere água derretida congelada e movimento pós-impacto abaixo da cratera.

Este estudo modela o ambiente da cratera após o impacto – investigando como a água derretida viaja através do gelo e sua capacidade de transportar oxidantes. Ele se baseia em um estudo anterior do coautor Rónadh Cox, professor do Williams College, que modelou impactos quebrando o gelo de Europa.

O estudo descobriu que, se um impacto atingir o ponto médio da camada de gelo, mais de 40% da água derretida chegará ao oceano. O volume de água de fusão gerado pode ser significativo. Por exemplo, este estudo mostrou que um cometa de meia milha de largura que atinge o ponto médio da camada de gelo derreteria água suficiente para encher o Lago Crater do Oregon.

Uma simulação gerada por computador de um impacto na camada de gelo de Europa a partir de um estudo de 2015. O dano está à direita e a temperatura à esquerda. Azul denota temperaturas mais frias e vermelho denota temperaturas mais quentes. A área vermelha brilhante criada pelo impacto representa a água derretida. Um novo estudo liderado pela Universidade do Texas em Austin explora o comportamento pós-impacto da água derretida e como isso pode ajudar a transportar ingredientes para a vida no oceano coberto de gelo de Europa. Crédito: Ronadh Cox

Outros modelos que descrevem a água derretida em Europa costumam colocá-la perto da superfície da lua por longos períodos, onde poderia potencialmente contribuir para formações geladas chamadas de “terreno do caos”. Mas os resultados deste estudo complicam essa ideia, com o peso da água derretida fazendo com que ela afunde em vez de permanecer no lugar.

“Estamos alertando contra a ideia de que você pode manter volumes muito grandes de derretimento no subsolo raso sem afundar”, disse Carnahan.

Como Europa, a lua de Saturno, Titã, também pode conter um oceano de água líquida sob uma concha de gelo. Rosaly Lopes, cientista da Diretoria de Ciências Planetárias do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, disse que esse modelo pode ajudar os cientistas a entender o papel que os impactos podem ter em outros mundos gelados.

“No caso de Titã, isso é muito importante porque Titã tem uma crosta de gelo espessa – mais espessa que a de Europa”, disse ela. “Estamos realmente interessados na aplicação deste estudo.”


Publicado em 30/12/2022 09h15

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