doi.org/10.1126/sciadv.adn4192
Credibilidade: 989
#Titã
Pesquisadores do MIT descobrem que a atividade das ondas na maior lua de Saturno pode ser forte o suficiente para erodir as costas de lagos e mares.
Titã, a maior lua de Saturno, é o único corpo planetário no sistema solar além do nosso que atualmente hospeda rios, lagos e mares ativos. Acredita-se que os sistemas fluviais sobrenaturais de Titã estejam cheios de metano e etano líquidos que fluem para grandes lagos e mares, alguns tão grandes quanto os Grandes Lagos da Terra.
A existência dos grandes mares e lagos menores de Titã foi confirmada em 2007, com imagens tiradas pela sonda Cassini da NASA. Desde então, os cientistas têm se debruçado sobre essas e outras imagens em busca de pistas sobre o misterioso ambiente líquido da lua.
Agora, os geólogos do MIT estudaram as costas de Titã e mostraram por meio de simulações que os grandes mares da lua provavelmente foram moldados por ondas. Até agora, os cientistas encontraram sinais indiretos e conflitantes de atividade de ondas, com base em imagens remotas da superfície de Titã.
A equipe do MIT adotou uma abordagem diferente para investigar a presença de ondas em Titã, primeiro modelando as maneiras pelas quais um lago pode sofrer erosão na Terra. Eles então aplicaram sua modelagem aos mares de Titã para determinar que forma de erosão poderia ter produzido as linhas costeiras nas imagens da Cassini. Ondas, eles descobriram, eram a explicação mais provável.
Os pesquisadores enfatizam que seus resultados não são definitivos; para confirmar que há ondas em Titã, serão necessárias observações diretas da atividade das ondas na superfície da lua.
“Podemos dizer, com base em nossos resultados, que se as linhas costeiras dos mares de Titã foram erodidas, as ondas são as culpadas mais prováveis”, diz Taylor Perron, o professor Cecil e Ida Green de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “Se pudéssemos ficar na borda de um dos mares de Titã, poderíamos ver ondas de metano e etano líquidos batendo na costa e quebrando nas costas durante tempestades. E elas seriam capazes de erodir o material do qual a costa é feita.”
Perron e seus colegas, incluindo a primeira autora Rose Palermo PhD ’22, uma ex-aluna de pós-graduação do Programa Conjunto MIT-WHOI e atual geóloga pesquisadora no U.S. Geological Survey, publicaram seu estudo hoje na Science Advances. Seus coautores incluem o cientista pesquisador do MIT Jason Soderblom; o ex-pós-doutorado do MIT Sam Birch, agora professor assistente na Brown University; Andrew Ashton na Woods Hole Oceanographic Institution; e Alexander Hayes da Cornell University.
“Tomando uma abordagem diferente”
A presença de ondas em Titã tem sido um tópico um tanto controverso desde que a Cassini avistou corpos de líquido na superfície da lua.
“Algumas pessoas que tentaram ver evidências de ondas não viram nenhuma e disseram: “Esses mares são lisos como espelhos””, diz Palermo. “Outros disseram que viram alguma aspereza na superfície do líquido, mas não tinham certeza se as ondas a causaram.”
Saber se os mares de Titã hospedam atividade de ondas pode dar aos cientistas informações sobre o clima da lua, como a força dos ventos que podem provocar tais ondas. As informações sobre as ondas também podem ajudar os cientistas a prever como o formato dos mares de Titã pode evoluir ao longo do tempo.
Em vez de procurar por sinais diretos de características semelhantes a ondas em imagens de Titã, Perron diz que a equipe teve que “tomar uma abordagem diferente e ver, apenas observando o formato da linha costeira, se poderíamos dizer o que está erodindo as costas.”
Acredita-se que os mares de Titã tenham se formado quando níveis crescentes de líquido inundaram uma paisagem atravessada por vales fluviais. Os pesquisadores se concentraram em três cenários para o que poderia ter acontecido a seguir: nenhuma erosão costeira; erosão causada por ondas; e “erosão uniforme”, causada por “dissolução”, na qual o líquido dissolve passivamente o material de uma costa, ou um mecanismo no qual a costa gradualmente se desprende sob seu próprio peso.
Os pesquisadores simularam como várias formas de litoral evoluiriam em cada um dos três cenários. Para simular a erosão causada por ondas, eles levaram em consideração uma variável conhecida como “fetch”, que descreve a distância física de um ponto em um litoral até o lado oposto de um lago ou mar.
“A erosão das ondas é causada pela altura e ângulo da onda”, explica Palermo. “Usamos fetch para aproximar a altura da onda porque quanto maior o fetch, maior a distância em que o vento pode soprar e as ondas podem crescer.”
Para testar como as formas do litoral seriam diferentes entre os três cenários, os pesquisadores começaram com um mar simulado com vales fluviais inundados ao redor de suas bordas. Para erosão causada por ondas, eles calcularam a distância de busca de cada ponto ao longo da linha costeira para todos os outros pontos e converteram essas distâncias em alturas de ondas. Então, eles executaram sua simulação para ver como as ondas erodiriam a linha costeira inicial ao longo do tempo. Eles compararam isso a como a mesma linha costeira evoluiria sob erosão causada por erosão uniforme. A equipe repetiu essa modelagem comparativa para centenas de diferentes formas de linha costeira inicial.
Eles descobriram que as formas finais eram muito diferentes dependendo do mecanismo subjacente. Mais notavelmente, a erosão uniforme produziu linhas costeiras infladas que se alargaram uniformemente ao redor, mesmo nos vales fluviais inundados, enquanto a erosão das ondas suavizou principalmente as partes das linhas costeiras expostas a longas distâncias de busca, deixando os vales inundados estreitos e ásperos.
“Tínhamos as mesmas linhas costeiras iniciais e vimos que você obtém uma forma final realmente diferente sob erosão uniforme versus erosão das ondas”, diz Perron. “Todas elas parecem o Monstro de Espaguete Voador por causa dos vales fluviais inundados, mas os dois tipos de erosão produzem pontos finais muito diferentes.”
A equipe verificou seus resultados comparando suas simulações com lagos reais na Terra. Eles encontraram a mesma diferença de formato entre lagos da Terra conhecidos por terem sido erodidos por ondas e lagos afetados por erosão uniforme, como calcário dissolvido.
O formato de uma costa
A modelagem deles revelou formas claras e características de linhas costeiras, dependendo do mecanismo pelo qual elas evoluíram. A equipe então se perguntou: onde as linhas costeiras de Titã se encaixariam, dentro dessas formas características”
Em particular, eles se concentraram em quatro dos maiores e mais bem mapeados mares de Titã: Kraken Mare, que é comparável em tamanho ao Mar Cáspio; Ligeia Mare, que é maior que o Lago Superior; Punga Mare, que é maior que o Lago Vitória; e Ontario Lacus, que tem cerca de 20% do tamanho de seu homônimo terrestre.
A equipe mapeou as linhas costeiras de cada mar de Titã usando as imagens de radar da Cassini e, em seguida, aplicou sua modelagem a cada uma das linhas costeiras do mar para ver qual mecanismo de erosão explicava melhor sua forma. Eles descobriram que todos os quatro mares se encaixavam solidamente no modelo de erosão impulsionado por ondas, o que significa que as ondas produziam linhas costeiras que mais se assemelhavam aos quatro mares de Titã.
“Descobrimos que se as linhas costeiras foram erodidas, suas formas são mais consistentes com a erosão por ondas do que por erosão uniforme ou nenhuma erosão”, diz Perron.
Juan Felipe Paniagua-Arroyave, professor associado da Escola de Ciências Aplicadas e Engenharia da Universidade EAFIT na Colômbia, diz que os resultados da equipe estão “abrindo novos caminhos de entendimento”.
“As ondas são onipresentes nos oceanos da Terra. Se Titã tivesse ondas, elas provavelmente dominariam a superfície dos lagos”, diz Paniagua-Arroyave, que não estava envolvido no estudo. “Seria fascinante ver como os ventos de Titã criam ondas, não de água, mas de hidrocarbonetos líquidos exóticos”. Os pesquisadores estão trabalhando para determinar quão fortes os ventos de Titã devem ser para agitar ondas que podem repetidamente lascar as costas. Eles também esperam decifrar, a partir da forma das linhas costeiras de Titã, de quais direções o vento está soprando predominantemente.
“Titã apresenta este caso de um sistema completamente intocado”, diz Palermo. “Isso pode nos ajudar a aprender coisas mais fundamentais sobre como as costas sofrem erosão sem a influência das pessoas, e talvez isso possa nos ajudar a gerenciar melhor nossos litorais na Terra no futuro.”
Publicado em 01/09/2024 21h52
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