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Criovulcanismo no planeta anão Ceres


Esta imagem da Cratera Occator mostra o poço brilhante no seu centro e a cúpula criovulcânica. As montanhas rugosas na orla da cratera empurram sombras sob zonas do poço. Esta imagem foi obtida a uma distância de 1478 km da superfície e tem uma resolução de 158 metros por pixel.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA


Entre as características mais marcantes da superfície de Ceres, estão as manchas brilhantes no centro da Cratera Occator, que já se destacavam quando a sonda Dawn da NASA ainda se aproximava do planeta anão. Cientistas, sob a liderança do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS), determinaram agora, pela primeira vez, a idade deste material brilhante que consiste principalmente de depósitos de sais minerais especiais. Com apenas quatro milhões de anos, esses depósitos são cerca de 30 milhões de anos mais jovens do que a cratera propriamente dita. Isto, bem como a distribuição e natureza do material brilhante dentro da cratera, sugere que a Cratera Occator tem sido o cenário de surtos eruptivos de salmoura subterrânea durante um longo período e até quase recentemente. Ceres é, portanto, o corpo mais próximo do Sol que mostra atividade criovulcânica.

Ao longo de quase dois anos, a sonda Dawn da NASA tem vindo a acompanhar o planeta anão Ceres, que orbita o Sol dentro da cintura de asteroides entre Marte e Júpiter. Durante a primeira parte da missão, entre dezembro de 2015 e setembro de 2016, a sonda procurou diminuir a sua órbita até que apenas 375 km a separavam da superfície. Durante esta órbita de mapeamento de baixa altitude, as câmaras da Dawn produziram imagens detalhadas da superfície de Ceres, exibindo uma resolução de 35 metros por pixel. O sistema científico de imagem da Dawn foi desenvolvido, construído e é operado sob a liderança do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS).

Os investigadores do Instituto investigaram detalhadamente as complexas estruturas geológicas vistas nas imagens da Cratera Occator. Estas estruturas incluem fraturas, avalanches e crateras mais pequenas e jovens. "Nestes dados, a origem e a evolução da cratera pode ser lida mais claramente do que nunca," afirma Andreas Nathues, investigador da Câmara de Enquadramento. Indicações adicionais foram fornecidas por medições do espectrómetro infravermelho VIR a bordo da Dawn.

A Cratera Occator, localizada no hemisfério norte de Ceres, mede 92 km em diâmetro. No seu centro pode se encontrado um poço com um diâmetro de aproximadamente 11 km. Em várias partes da sua orla, montanhas irregulares e encostas íngremes sobem até 750 metros de altura. Dentro do poço formou-se uma cúpula brilhante. Tem um diâmetro de 3 km, 400 metros de altura e mostra fraturas proeminentes.

"Esta cúpula contém o material mais brilhante de Ceres," comenta Thomas Platz do MPS. Os cientistas chamam a este material brilhante no poço central Cerealia Facula. Os dados do VIR mostram que é rico em certos sais chamados carbonatos. Dado que impactos posteriores, nesta área, não expuseram qualquer outro material das profundezas, esta cúpula possivelmente consiste inteiramente de material brilhante. As manchas brilhantes (Vinalia Faculae), localizadas mais para o exterior da cratera, são mais pálidas, formam uma camada mais fina e - tal como os dados do VIR e as câmaras mostram - são uma mistura de carbonatos e material escuro circundante.

Nathues e a sua equipa interpretam este poço central, com o seu cume rochoso e irregular, como um remanescente de uma antiga montanha central. Formou-se como resultado do impacto que criou a Cratera Occator há cerca de 34 milhões de anos atrás e colapsou mais tarde. A cúpula de material brilhante é muito mais jovem: tem apenas mais ou menos 4 milhões de anos. A chave para determinar estas idades foi a contagem e medição precisa de crateras mais pequenas rasgadas por impactos posteriores. A suposição básica deste método é que as superfícies que mostram muitas crateras são mais antigas do que aquelas menos "perfuradas". Dado que até muitas crateras pequenas são visíveis em imagens de alta resolução, o novo estudo detém a datação mais precisa até agora.

"A idade e aspeto do material que rodeia a cúpula brilhante indica que Cerealia Facula foi formada por um processo eruptivo recorrente, que também expeliu material para regiões mais externas do poço central," comenta Nathues. "Um único evento eruptivo é bastante improvável," acrescenta. Um olhar sobre o sistema de Júpiter suporta esta teoria. As luas Calisto e Ganimedes mostram cúpulas semelhantes. Os investigadores interpretam-nas como depósitos vulcânicos e, portanto, como sinais de criovulcanismo.

Os cientistas assumem que um processo similar está ativo em Ceres. "O grande impacto que rasgou a gigante Cratera Occator, à superfície do planeta anão, deve ter originalmente começado tudo e despoletado a atividade criovulcânica posterior," salienta Nathues. Após a perturbação do impacto, os investigadores da salmoura suspeitam que ou uma camada completa ou remendos espalhados sob o manto rochoso, foi capaz de se aproximar da superfície. A pressão mais baixa permitiu com que a água e os gases dissolvidos, como o metano e dióxido de carbono, escapassem, formando um sistema de aberturas. À superfície apareceram fraturas através das quais a solução saturada surgiu das profundezas. Os sais depositados formaram gradualmente a presente cúpula.

A última dessas erupções, há quatro milhões de anos atrás, deve ter criado a superfície atual da cúpula. Não se sabe se a atividade criovulânica cessou completamente ou se ainda está em curso num nível mais baixo. As imagens da cratera, que mostram neblina quando fotografada em certos ângulos, parecem suportar a última hipótese. No final de 2015, os investigadores do MPS explicaram este fenômeno com a sublimação da água.

As investigações mais recentes apoiam esta interpretação. Os cientistas avaliaram várias imagens da Cratera Occator, de uma fase inicial da missão, obtidas a uma distância de 14.000 quilômetros e de ângulos baixos. Mostram, claramente, variações de brilho seguindo um ritmo diurno. "A natureza da luz dispersa no chão de Occator difere fundamentalmente daquela noutras partes da superfície de Ceres," descreve o investigador Singh Thangjam. "A explicação mais provável é que, perto do chão da cratera, é formada uma neblina ótica semitransparente e fina". Os investigadores pensam que a neblina é possivelmente formada pela sublimação de água que emerge a partir de fraturas no chão da cratera quando exposta à luz solar.


Mosaico a cores falsas que mostram partes da Cratera Occator. As imagens foram obtidas a uma distância de 375 km. O lado esquerdo do mosaico mostram a região central da cratera, que contém o material mais brilhante de Ceres. Mede 11 km em diâmetro e é parcialmente rodeada por montanhas íngremes. No meio está uma cúpula com 400 metros de altura coberta por fraturas. Tem um diâmetro de 3 km. O lado direito do mosaico mostra outras manchas menos brilhantes da Cratera Occator.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA



Este anáglifo 3D mostra, pela primeira vez, uma parte da Cratera Occator numa combinação entre um estereograma e uma imagem a cores falsas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA


FONTE: http://www.ccvalg.pt

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