Cientistas do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA (GISS) alavancaram os recursos de supercomputação da NASA por vários meses para modelar uma hipotética história do clima para Vênus nos últimos 4,2 bilhões de anos.
A modelagem ajudou os cientistas a explorar se o planeta teve um clima semelhante ao da Terra por um longo período.
A comunidade científica planetária concorda que Vênus e a Terra se formam como planetas rochosos com composições geoquímicas semelhantes e grandes quantidades de água. A partir daí, as principais teorias sobre a história de Vênus divergem em dois caminhos distintos.
Ao longo do caminho um, Vênus inicialmente tem uma atmosfera de dióxido de carbono (CO2) e vapor d’água e um oceano de magma que dura até 100 milhões de anos. Com um Sol altamente ativo produzindo muito mais raios-X e fótons ultravioleta do que agora, a luz do sol que atinge Vênus divide com eficiência as moléculas de vapor d’água em hidrogênio (H2) e oxigênio (O). Dê a este processo 100 milhões de anos e todo o H2 escapa para o espaço e o oceano de magma absorve todo o O. Assim que o oceano de magma esfria, Vênus tem uma atmosfera sem água e uma superfície seca.
Ao longo do caminho dois, Vênus tem a mesma atmosfera de CO2 / vapor d’água, mas seu oceano de magma dura apenas alguns milhões de anos. Sob esse período de tempo muito mais curto, a maior parte da água a vapor é preservada. Quando o oceano de magma de vida curta esfria, o vapor atmosférico se condensa na superfície de Vênus como um oceano de água líquida.
A equipe de modelagem GISS segue o caminho dois. Expandindo os estudos anteriores dessa teoria, os pesquisadores executaram 45 simulações diferentes com o modelo ROCKE-3D – uma adaptação do modelo de circulação geral da Terra GISS Model E2.
O modelo GISS Venus simulou topografias variadas (tiradas dos mapas de radar da missão Magellan da NASA), configurações terra-mar, tipos de solo, pressões de superfície, composições atmosféricas, quantidades de luz solar (insolação) e taxas de rotação do planeta. A resolução espacial para todas as simulações foi 1.513 por 1.210 quilômetros (940 por 750 milhas).
Cada simulação foi executada em 44 núcleos de computação do supercomputador Discover do Centro de Simulação do Clima da NASA (NCCS). Os tempos de execução variaram de algumas horas para simulações de 8 órbitas a 2 meses para simulações de 3.000 órbitas. Essas simulações cobriram coletivamente épocas no passado, presente e futuro de Vênus.
Os dados de saída totalizando 13 terabytes foram inicialmente armazenados no disco online Discover e depois migrados para o armazenamento em massa NCCS. Os pesquisadores usaram o NCCS DataPortal para ajudar a distribuir seus resultados.
“Os recursos de supercomputação do NCCS nos permitiram executar um amplo conjunto de simulações em um período de tempo modesto”, disse o pesquisador Michael Way, do GISS. “Também nos beneficiamos de seu excelente compilador e suporte de biblioteca e sua capacidade de manter os supercomputadores funcionando de forma eficiente por muitos meses contíguos com poucos desligamentos. É um recurso notável que nosso grupo valoriza!”
As novas simulações do GISS mostraram que, se Vênus tivesse água de superfície líquida logo no início, o planeta poderia ter tido condições habitáveis por quase 3 bilhões de anos. Os cientistas também especularam que Vênus poderia ter evoluído para seu estado atual de estufa depois que o ressurgimento em grande escala de erupções vulcânicas liberou CO2 suficiente para secar as águas superficiais. De fato, há evidências de que a atividade vulcânica continua em Vênus, conforme publicado em um estudo recente do Instituto Federal Suíço de Tecnologia e da Universidade de Maryland, pesquisadores de College Park.
Way e seus colegas irão explorar ambas as áreas em simulações futuras no NCCS. “Queremos olhar mais de perto a evolução inicial de Vênus – os primeiros 100 milhões de anos – para entender melhor se a água pode condensar na superfície ou não”, disse Way. “Também planejamos investigar se é possível que Vênus entre em um estado de estufa descontrolado, como está hoje, a partir do estado clemente que propomos.”
Publicado em 01/09/2020 07h53
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