2425: A Lua e Mercúrio podem ter espessos depósitos de água gelada

Ilustração conceptual de crateras rasas e geladas, permanentemente à sombra, perto do pólo sul lunar.
Crédito: UCLA/NASA

De acordo com uma nova análise de dados das sondas LRO e MESSENGER, a Lua e Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol, podem conter significativamente mais água gelada do que se pensava anteriormente.

Os potenciais depósitos de gelo encontram-se em crateras próximas dos pólos de ambos os mundos. Na Lua, “descobrimos que as crateras rasas tendem a estar localizadas em áreas onde o gelo à superfície foi previamente detectado perto do pólo sul da Lua, e inferimos que esta menor profundidade é mais provável devido à presença de densos depósitos enterrados de água gelada,” disse o autor principal Lior Rubanenko da Universidade de Califórnia em Los Angeles.

No passado, observações telescópicas e por naves espaciais encontraram depósitos de gelo semelhantes a glaciares em Mercúrio, mas ainda não na Lua. O novo trabalho levanta a possibilidade de que depósitos espessos e ricos em gelo também existem na Lua. A investigação pode não apenas ajudar a resolver a questão sobre a aparente baixa abundância de gelo lunar em relação à de Mercúrio, mas também pode ter aplicações práticas: “Se confirmado, este potencial reservatório de água gelada na Lua pode ser suficientemente massivo para sustentar uma exploração lunar a longo prazo,” comentou Noah Petro, cientista do projecto LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Os pólos de Mercúrio e da Lua estão entre os lugares mais frios do nosso Sistema Solar. Ao contrário da Terra, os eixos de rotação de Mercúrio e da Lua estão orientados de tal modo que, nas suas regiões polares, o Sol nunca se eleva acima do horizonte. Consequentemente, as depressões topográficas polares, como as crateras de impacto, nunca veem o Sol. Postulou-se, durante décadas, que estas regiões permanentemente à sombra são tão frias que qualquer gelo preso dentro delas pode sobreviver durante milhares de milhões de anos.

Observações prévias dos pólos de Mercúrio com radar terrestre revelaram uma assinatura característica de depósitos espessos de gelo puro. Mais tarde, a MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) fotografou estes depósitos de gelo. “Mostrámos que os depósitos polares de Mercúrio são compostos predominantemente de água gelada e amplamente distribuídos nas regiões polares norte e sul de Mercúrio,” disse Nancy Chabot, cientista do instrumento MDIS (Mercury Dual Imaging System) da MESSENGER no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. “Os depósitos de gelo de Mercúrio parecem ser muito menos remendados do que os da Lua e relativamente frescos, talvez colocados ou revigorados nas últimas dezenas de milhões de anos.”

Estudos anteriores de radar e imagem da Lua, cujos ambientes térmicos polares são muito semelhantes aos de Mercúrio, encontraram apenas depósitos superficiais e irregulares de gelo. Esta diferença notável serviu como motivação para o trabalho dos investigadores da UCLA – uma análise comparativa das crateras polares de Mercúrio e da Lua para aprofundar esta diferença entre os dois mundos. A investigação foi publicada no dia 22 de Julho na revista Nature Geoscience.

As superfícies de Mercúrio e da Lua estão marcadas por muitas crateras de impacto. Estas crateras são formadas quando meteoróides ou cometas colidem com a superfície. A equipa analisou crateras simples formadas por corpos mais pequenos e menos energéticos. Estas depressões são mantidas juntas pela força da camada de poeira superficial, ou rególito, e tendem a ser mais circulares e simétricas do que as grandes crateras. Os cientistas da UCLA exploraram esta simetria inerente para estimar a espessura do gelo preso dentro de crateras simples.

O estudo usou dados de elevação obtidos pela MESSENGER e pela LRO para medir aproximadamente 15.000 crateras simples com diâmetros que variam entre 2,5 e 15 km em Mercúrio e na Lua. Os cientistas descobriram que as crateras se tornam até 10% mais rasas perto do pólo norte de Mercúrio e do pólo sul da Lua, mas não no pólo norte da Lua.

Os autores concluíram que a explicação mais provável para estas crateras mais rasas é a acumulação de depósitos de água gelada em ambos os mundos. Apoiando esta conclusão, os investigadores descobriram que as encostas voltadas para os pólos destas crateras são ligeiramente mais rasas do que as encostas voltadas para o equador, e que esta menor profundidade é mais significativa em regiões que promovem a estabilidade do gelo devido à órbita de Mercúrio em torno do Sol. O sinal topográfico detectado pelos cientistas é relativamente mais proeminente em crateras simples mais pequenas, mas não exclui a possibilidade de que o gelo seja mais difundido em crateras maiores no pólo lunar.

Adicionalmente, ao contrário de Mercúrio, onde o gelo se mostra quase puro, os depósitos detectados na Lua provavelmente estão misturados com o rególito, possivelmente numa formação em camadas. A idade típica das crateras simples examinadas pelos investigadores indica que podem, potencialmente, acumular água gelada posteriormente misturada com o rególito sobreposto durante longas escalas de tempo. Os cientistas descobriram que estes depósitos inferidos de gelo enterrado estão correlacionados com as localizações de gelo superficial já detectadas. Esta descoberta pode implicar que os depósitos expostos de gelo podem ser exumados, ou podem resultar da difusão molecular da profundidade.

Astronomia On-line
9 de Agosto de 2019