Cientistas modelam a formação da paisagem em Titã, revelando um mundo alienígena parecido com a Terra

A lua de Saturno, Titã, se parece muito com a Terra vista do espaço, com rios, lagos e mares cheios de chuva caindo através de uma atmosfera espessa. Embora essas paisagens possam parecer familiares, elas são compostas de materiais que são indubitavelmente diferentes, correntes de metano líquido riscam a superfície gelada de Titã e ventos de nitrogênio constroem dunas de areia de hidrocarbonetos.

A presença desses materiais, cujas propriedades mecânicas são muito diferentes das substâncias à base de silicato que compõem outros corpos sedimentares conhecidos em nosso sistema solar, torna a formação da paisagem de Titã enigmática. Ao identificar um processo que permitiria que substâncias à base de hidrocarbonetos formassem grãos de areia ou rochas, dependendo da frequência com que os ventos sopram e os riachos fluem, o geólogo da Universidade de Stanford Mathieu Lapôtre e seus colegas mostraram como as dunas, planícies e labirintos distintos de Titã poderiam ser formado.

Titã, que é um alvo para exploração espacial por causa de sua habitabilidade potencial, é o único outro corpo em nosso sistema solar conhecido por ter um ciclo de transporte de líquido sazonal semelhante à Terra hoje. O novo modelo, publicado na Geophysical Research Letters em 25 de abril, mostra como esse ciclo sazonal impulsiona o movimento de grãos sobre a superfície da lua.

“Nosso modelo adiciona uma estrutura unificadora que nos permite entender como todos esses ambientes sedimentares funcionam juntos”, disse Lapôtre, professor assistente de ciências geológicas da Escola de Ciências da Terra, Energia e Ambientais de Stanford (Stanford Earth). "Se entendermos como as diferentes peças do quebra-cabeça se encaixam e sua mecânica, podemos começar a usar as formas de relevo deixadas por esses processos sedimentares para dizer algo sobre o clima ou a história geológica de Titã, e como elas podem impactar o planeta. perspectiva de vida em Titã."

Um mecanismo ausente

Para construir um modelo que pudesse simular a formação das distintas paisagens de Titã, Lapôtre e seus colegas primeiro tiveram que resolver um dos maiores mistérios sobre sedimentos no corpo planetário: como seus compostos orgânicos básicos, que se acredita serem muito mais frágeis do que os grãos de silicato inorgânico na Terra, transformam-se em grãos que formam estruturas distintas em vez de apenas se desgastar e se dissipar como poeira?

Na Terra, rochas e minerais de silicato na superfície se erodem em grãos de sedimentos ao longo do tempo, movendo-se através de ventos e riachos para serem depositados em camadas de sedimentos que eventualmente, com a ajuda de pressão, água subterrânea e às vezes calor, se transformam em rochas . Essas rochas continuam através do processo de erosão e os materiais são reciclados através das camadas da Terra ao longo do tempo geológico.

Em Titã, os pesquisadores pensam que processos semelhantes formam as dunas, planícies e terrenos de labirinto vistos do espaço. Mas, ao contrário da Terra, Marte e Vênus, onde rochas derivadas de silicato são o material geológico dominante do qual os sedimentos são derivados, acredita-se que os sedimentos de Titã sejam compostos de compostos orgânicos sólidos. Os cientistas não conseguiram demonstrar como esses compostos orgânicos podem se transformar em grãos de sedimentos que podem ser transportados pelas paisagens da lua e ao longo do tempo geológico.

"À medida que os ventos transportam os grãos, os grãos colidem uns com os outros e com a superfície. Essas colisões tendem a diminuir o tamanho dos grãos ao longo do tempo. O que estava faltando era o mecanismo de crescimento que pudesse contrabalançar isso e permitir que os grãos de areia mantivessem um tamanho estável ao longo do tempo. ", disse Lapotre.

Um análogo alienígena

A equipe de pesquisa encontrou uma resposta analisando sedimentos na Terra chamados “oóides”, que são pequenos grãos esféricos mais frequentemente encontrados em mares tropicais rasos, como ao redor das Bahamas. Os oóides se formam quando o carbonato de cálcio é puxado da coluna de água e se liga em camadas ao redor de um grão, como o quartzo.

O que torna os oóides únicos é sua formação através da precipitação química, que permite que os oóides cresçam, enquanto o processo simultâneo de erosão retarda o crescimento à medida que os grãos são esmagados por ondas e tempestades. Esses dois mecanismos concorrentes se equilibram ao longo do tempo para formar um tamanho de grão constante, um processo que os pesquisadores sugerem que também pode estar acontecendo em Titã.

"Conseguimos resolver o paradoxo de por que poderia haver dunas de areia em Titã por tanto tempo, embora os materiais sejam muito fracos, disse Lapôtre. poderia contrabalançar a abrasão quando os ventos transportam os grãos."

Paisagens globais

Armado com uma hipótese para a formação de sedimentos, Lapôtre e os coautores do estudo usaram dados existentes sobre o clima de Titã e a direção do transporte de sedimentos impulsionado pelo vento para explicar suas distintas bandas paralelas de formações geológicas: dunas perto do equador, planícies no meio do latitudes e terrenos labirínticos próximos aos pólos.

A modelagem atmosférica e os dados da missão Cassini revelam que os ventos são comuns perto do equador, apoiando a ideia de que menos sinterização e, portanto, grãos de areia finos poderiam ser criados ali, um componente crítico das dunas. Os autores do estudo prevêem uma pausa no transporte de sedimentos em latitudes médias em ambos os lados do equador, onde a sinterização pode dominar e criar grãos cada vez mais grossos, eventualmente se transformando em rocha que compõe as planícies de Titã.

Os grãos de areia também são necessários para a formação dos terrenos labirínticos da lua perto dos pólos. Os pesquisadores pensam que esses penhascos distintos podem ser como carstes em calcário na Terra, mas em Titã, eles seriam feições colapsadas feitas de arenitos orgânicos dissolvidos. O fluxo dos rios e as tempestades ocorrem com muito mais frequência perto dos pólos, tornando os sedimentos mais propensos a serem transportados pelos rios do que pelos ventos. Um processo semelhante de sinterização e abrasão durante o transporte fluvial poderia fornecer um suprimento local de grãos de areia grossa, a fonte para os arenitos que se acredita serem terrenos de labirinto.

“Estamos mostrando que em Titã, assim como na Terra e o que costumava ser o caso em Marte,temos um ciclo sedimentar ativo que pode explicar a distribuição latitudinal das paisagens através da abrasão episódica e sinterização impulsionada pelas estações de Titã”, disse. disse Lapôtre. "É muito fascinante pensar em como existe esse mundo alternativo tão distante, onde as coisas são tão diferentes, mas tão semelhantes."

Lapôtre também é professor assistente, por cortesia, de geofísica. Os co-autores do estudo são do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA.

Esta pesquisa foi apoiada por uma bolsa da NASA Solar System Workings.

Veja no vídeo abaixo a aterrissagem em titã:

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