O que há dentro de Ganimedes? Conheça o interior da maior lua de Júpiter

O Telescópio Hubble forneceu provas convincentes da existência de um extenso oceano subterrâneo de água salgada na maior lua de Júpiter, Ganimedes, com uma espessura estimada em cerca de 96.5 km, e que, potencialmente, alberga mais água do que a superfície da Terra. Esta descoberta é importante para a procura de mundos habitáveis e para a busca de vida para além do nosso planeta.

Investigações recentes mostram que Ganimedes possui um campo magnético inesperadamente robusto, influenciado pelas forças de maré de Júpiter que aquecem o seu núcleo. No entanto, os processos geológicos do núcleo permanecem enigmáticos. Recentemente, um estudo experimental pioneiro examinou um dos principais modelos da dinâmica do núcleo de Ganimedes: o modelo da "neve de ferro".

A experiência do modelo da "neve de ferro"

O conceito da teoria da neve de ferro assemelha-se a um "modelo meteorológico" geológico para um núcleo planetário. Elucida o processo em que o ferro arrefece e cristaliza perto da borda superior do núcleo, desce para o interior e, subsequentemente, derrete de novo no centro líquido do planeta.

Essencialmente, o núcleo de Ganimedes pode ser imaginado como um globo de neve de metal fundido, sujeito à influência gravitacional de Júpiter. Este movimento cíclico de subida e descida do ferro induz movimentos no núcleo líquido, servindo de fonte de energia para a geração de um campo magnético. Apesar destas descobertas, há aspetos críticos deste mecanismo que permanecem por decifrar.

Para investigar estas incógnitas, os investigadores conceberam uma experiência que simula o modelo da neve de ferro num ambiente laboratorial. Na impossibilidade de observar diretamente um núcleo planetário, utilizaram gelo de água como análogo aos cristais de neve de ferro. A experiência envolveu um tanque de água arrefecida por baixo, com uma camada salgada a representar o manto planetário e uma camada de água doce por cima a representar o núcleo líquido.

Surpreendentemente, o comportamento dos cristais nesta configuração revelou explosões esporádicas de atividade seguidas de períodos de inatividade, desafiando o esperado fluxo constante de cristalização, ascensão e fusão.

Perspetivas para além da dinâmica do núcleo de Ganimedes

Os investigadores explicaram que, para iniciar a cristalização, o líquido tem de arrefecer muito, descendo abaixo do ponto de congelação típico do gelo. Isto provoca uma explosão de formação de flocos de neve, seguida de uma pausa até que as temperaturas voltem a permitir a geração de novos cristais.

Este processo esporádico tem profundas implicações para os campos magnéticos planetários. As flutuações magnéticas de Ganimedes resultam de neve de ferro intermitente, que ocorre em diferentes locais do seu núcleo. Este campo magnético dinâmico muda continuamente de força, forma e intensidade.

A influência da neve de ferro estende-se para além de Ganimedes, moldando o comportamento do núcleo em vários corpos celestes pequenos como a Lua, Mercúrio, Marte e grandes asteroides metálicos. A compreensão deste fenómeno é crucial para decifrar a dinâmica de sistemas com campos magnéticos conhecidos, como Mercúrio e Ganimedes.

Em contrapartida, o núcleo da Terra funciona de forma diferente. Não é governado principalmente pela neve de ferro, uma vez que a pressão gravitacional e a composição distinta dos materiais fazem com que os metais se solidifiquem no centro do núcleo, derretendo à medida que se deslocam para o exterior. Estudos recentes propõem a coexistência de ambos os processos, introduzindo nuances na nossa compreensão da dinâmica do núcleo da Terra.

Referência da notícia:
Huguet L., Bars M., Deguen R. A Laboratory Model for Iron Snow in Planetary Cores. Geophysics Research Letters (2023).