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Estudo indica que águas profundas de Netuno e Urano podem ser ricas em magnésio

·4 minuto de leitura

Ao longo das últimas décadas, nossa compreensão sobre os planetas rochosos do Sistema Solar cresceu muito. Hoje, sabemos que Marte teve um passado cheio de água e que Vênus possivelmente já foi parecido com a Terra. Também sabemos que Netuno e Urano, os planetas gasosos mais gelados, também têm água, mas enviar uma sonda para dentro da atmosfera desses planetas e estudar suas composições e dinâmicas interiores ainda é um grande desafio tecnológico.

Por isso, um grupo de cientistas recriou em laboratório a temperatura e pressão desses mundos e combinou a água com dois minerais formadores de rochas — o resultado indica que as águas profundas desses planetas podem ser rica em magnésio assim como os oceanos da Terra são ricos em sal.

Ao que tudo indica, Netuno e Urano têm camadas interiores que são distintas e separadas, como a atmosfera, gelo ou líquido, um manto rochoso e um núcleo metálico. Com o objetivo de entender a dinâmica da água com a rocha desses planetas gigantes congelados, uma equipe de cientistas reproduziu as condições de temperatura e alta pressão atmosférica desses mundos em laboratório, combinando os mesmos elementos encontrados por lá, mas ao nível atômico.

Interior de Netuno, semelhante ao de Urano (Imagem: Reprodução/NASA)
Interior de Netuno, semelhante ao de Urano (Imagem: Reprodução/NASA)

O principal autor do artigo, publicado recentemente no periódico científico Nature Astronomy, Taehyun Kim, da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, explica que, por meio desse estudo, a equipe buscou determinar, de acordo com o que conhecemos destes gigantes hoje, quais interações entre água e rocha podem existir em condições tão extremas. Os resultados também podem fornecer pistas sobre a composição química de exoplanetas. "Gigantes de gelo e alguns exoplanetas têm camadas de água muito profundas, ao contrário dos planetas terrestres. Propusemos a possibilidade de uma mistura em escala atômica de dois dos materiais de construção do planeta (água e rocha) no interior dos gigantes de gelo".

Para recriar as condições das camadas profundas de água em Netuno e Urano, os pesquisadores imergiram em água dois minerais comuns formadores de rocha, a olivina e a ferropericlase. Então, com uma bigorna de diamante, esses materiais foram comprimidos em pressões muito altas, enquanto um laser era usado para elevar a temperatura da amostra. Para medir as reações entre os minerais com a água, foram feitas medições de raios-x. O resultado desse experimento foi a liberação de magnésio das rochas para a água.

No canto superior direito, a bigorna de diamante utilizada para recriar a alta pressão de Urano, e o laser para recriar a temperatura (Imagem: Reprodução/Shim/ASU)
No canto superior direito, a bigorna de diamante utilizada para recriar a alta pressão de Urano, e o laser para recriar a temperatura (Imagem: Reprodução/Shim/ASU)

Portanto, a equipe acredita que os oceanos ricos em água podem ser quimicamente diferentes aos da Terra, e a alta pressão desses mundos gigantes poderia contribuir para a concentração de magnésio. "Descobrimos que o magnésio se torna muito mais solúvel na água em altas pressões. Na verdade, o magnésio pode se tornar tão solúvel nas camadas de água de Urano e Netuno quanto o sal no oceano da Terra", explicou Sang-Heon Dan Shim, da Escola de Exploração Terrestre e Espacial, da Universidade de do Estado do Arizona, e co-autor do estudo.

Esses resultados também poderiam explicar o motivo de a atmosfera de Urano ser bem mais fria do que a de Netuno, apesar de ambos os planetas terem água. Se Urano tem uma concentração maior de magnésio em suas águas, isso pode prender o calor. “Essa água rica em magnésio pode atuar como uma manta térmica para o interior do planeta”, reforçou Shim. Estes experimentos em laboratório, envolvendo altas pressões e temperaturas, podem fornecer pistas para compreensão de exoplanetas, afinal o tipo subnetuno é o mais comum que conhecemos fora do Sistema Solar até agora. Muitos cientistas que estudam esses planetas acreditam que muitos deles possam ter uma espessa camada de água rica em magnésio com o interior rochoso.

Em imagem microscópica, a amostra de olivina revela o vão deixado pela precipitação do magnésio, quando a rocha interage com a água — sob alta pressão e temperatura (Imagem: Reprodução/Shim/ASU)
Em imagem microscópica, a amostra de olivina revela o vão deixado pela precipitação do magnésio, quando a rocha interage com a água — sob alta pressão e temperatura (Imagem: Reprodução/Shim/ASU)

A partir de agora, a equipe continuará com seus experimentos de alta pressão e temperatura utilizando várias condições químicas para tentar entender um pouco mais sobre a composição e dinâmicas desses mundos. "Este experimento nos forneceu um plano para uma maior exploração dos fenômenos desconhecidos em gigantes de gelo", acrescentou Kim.

Para mais informações sobre o estudo, basta acessar a Nature Astronomy.

Fonte: Canaltech

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