O que são os vulcões de gelo, último mistério de Plutão que intriga os astrônomos

A sonda New Horizons captou imagens mais precisas da superfície de Plutão, que agora estão sendo analisadas pela Nasa

 Plutão, o maior planeta anão do Sistema Solar, acaba de ficar mais interessante depois que um relatório demonstrou que fluxos de lava congelada cobriram recentemente partes substanciais da sua superfície.

"Recentemente", neste contexto, indica provavelmente não mais de um bilhão de anos atrás. É claro que é muito tempo — e não há indicações de que ainda haja vulcões ativos — mas é apenas um quarto da idade do Sistema Solar e ninguém sabe como Plutão gerou o calor necessário para alimentar essas erupções.

Essa notícia, que chega cerca de sete anos depois que a sonda New Horizons, da Nasa, completou seu voo espetacular sobre Plutão, em 14 de julho de 2015, deve-se à análise das imagens e outros dados por uma equipe liderada pela cientista planetária Kelsi Singer, do Instituto de Pesquisas do Sudoeste em Boulder, no Colorado (Estados Unidos).

A equipe de Singer chamou particularmente a atenção para um local montanhoso conhecido como monte Wright, que se eleva a 4-5 km acima da superfície daquela região. Sua base tem cerca de 150 km de diâmetro e ele tem uma depressão central (um buraco) com 40-50 km de largura, cujo piso fica pelo menos no mesmo nível do terreno vizinho.

Os cientistas afirmam que o monte Wright é um vulcão e menciona a falta de crateras de impacto como evidência de que ele provavelmente não tem mais de 1-2 bilhões de anos. Muitas outras regiões de Plutão já existem há tempo suficiente para acumular grandes quantidades de crateras de impacto, mas nenhum fluxo de lava congelada recente as cobriu.

New Horizons sobrevoou Plutão em meados de 2015

Em comparação com outros vulcões, o Monte Wright é grande. Seu volume é de mais de 20 mil quilômetros cúbicos. Embora esse volume seja consideravelmente menor que os maiores vulcões de Marte, ele é similar ao volume total do vulcão Mauna Loa, no Havaí, e muito maior que o volume da sua parte acima do nível do mar.

Isso é particularmente impressionante, considerando o pequeno tamanho de Plutão, cujo diâmetro é de cerca de um terço do diâmetro de Marte e um sexto da Terra.

As características do monte Wright

Na vista detalhada, observa-se que as encostas do Monte Wright e grande parte das suas vizinhanças são repletas de elevações com até 1 km de altura e, em sua maioria, 6-12 km de diâmetro.

A equipe concluiu que essas elevações são compostas principalmente de água congelada e não de gelo de nitrogênio ou metano, que cobre outras regiões jovens de Plutão. Os cientistas argumentam que isso é consistente com a resistência de material necessária para formar e conservar esses domos, mas reconhecem pequenos trechos de gelo de nitrogênio muito mais fraco, principalmente na depressão central.

As elevações provavelmente foram criadas por algum tipo de vulcanismo de gelo, conhecido pelo termo técnico "criovulcanismo" — erupção de água congelada, em vez de rocha fundida. A densidade aparente de Plutão demonstra que ele deve conter rocha no seu interior, mas suas regiões externas são uma mistura de gelos (de água, metano, nitrogênio e, provavelmente, também amônia e monóxido de carbono, todos os quais possuem densidade de menos de um terço das rochas), da mesma forma que a crosta da Terra e de outros planetas rochosos é uma mistura de diversos silicatos minerais.

Com a temperatura bem abaixo de -200 °C na superfície de Plutão, o gelo composto de água congelada é imensamente resistente. Ele pode formar — e, em Plutão, realmente forma — montanhas íngremes que durarão pela eternidade sem deslizar pelas encostas como as geleiras da Terra, que é muito menos fria e onde o gelo de água é mais fraco.

Como o gelo se funde?

É claro que o gelo se funde sob temperaturas muito mais baixas que as rochas. E, quando há uma mistura de dois tipos de gelo, a fusão pode começar em temperatura inferior que para qualquer um dos gelos puros isoladamente (o mesmo princípio que se aplica às rochas de silicato compostas de minerais diferentes).

Isso torna a fusão ainda mais fácil. Mesmo assim, é uma surpresa encontrar evidências de erupções criovulcânicas ricas em água relativamente jovens em Plutão, pois não existe nenhuma fonte de calor conhecida para alimentá-las.

Mapa topográfico mostrando o Monte Wright em forma de anel na metade norte e o ainda maior Monte Piccard na metade sul

Existe muito pouca margem para que o interior de Plutão seja aquecido por forças de maré (o efeito gravitacional entre os corpos em órbita, como uma lua e um planeta), as mesmas que aquecem o interior de algumas luas de Júpiter e Saturno. E a quantidade de rochas no interior de Plutão não é suficiente para produzir muito calor por radioatividade.

Singer e seus colegas especulam que Plutão tenha, de alguma forma, mantido o calor do seu nascimento, que não conseguiu sair por muito tempo ao longo da sua história. Isso seria consistente com o fato de Plutão ter um oceano interno profundo com água líquida, como indicaram outras evidências.

Se as saliências das quais foi construído o monte Wright realmente representarem erupções de água congelada, esse material certamente não estava fluindo livremente como água líquida, mas deve ter sido algum tipo de "mingau" viscoso rico em cristais, talvez com uma cobertura externa totalmente congelada, mas ainda flexível, que confinou os derrames de fluido em saliências em forma de cúpula.

Uma lacuna no argumento?

A equipe aponta a profundidade e o volume da depressão central do monte Wright para descartar indicações anteriores de que se trataria de uma cratera vulcânica (caldeira) ou que ela teria sido escavada por erupções explosivas. Na verdade, os cientistas a consideram um espaço que, de alguma forma, escapou de ser coberto por saliências das erupções.

Tenho minhas dúvidas quanto a isso, pois existe um vulcão ainda maior ao sul do monte Wright — o monte Piccard — que também possui uma grande depressão central.

Monte Wright, nas imagens estudadas pela equipe da cientista planetária Kelsi Singer

Acredito que seja muita coincidência que haja dois vulcões adjacentes, ambos com buracos acidentais no meio. Acho mais provável que essas depressões centrais sejam inerentes de alguma forma à maneira como esses vulcões cresceram ou entraram em erupção.

Temos menos imagens do monte Piccard em comparação com o monte Wright porque, quando a New Horizons fez sua maior aproximação, a rotação de Plutão havia levado o monte Piccard para o lado escuro. O sobrevoo foi tão rápido que apenas o lado de Plutão voltado para o Sol naquele momento certo pôde ser visto em detalhes.

Mas a New Horizon conseguiu imagens do monte Piccard graças à luz do Sol que sofreu fraca reflexão sobre o solo, obscurecida na atmosfera de Plutão.

Foi um feito notável, mas nos deixou querendo saber mais. Quais outros detalhes estarão ocultos na outra metade de Plutão, da qual não temos imagens?

Provavelmente levaremos décadas para descobrir e poder aprender mais sobre como se formaram esses vulcões gelados.

*David Rothery é professor de geociências planetárias da Universidade Aberta, instituição de ensino à distância do Reino Unido.

Este artigo foi publicado originalmente no site de notícias acadêmicas The Conversation e republicado sob licença Creative Commons. Leia aqui a versão original (em inglês).