Docente da Unicamp retorna da NASA e compartilha conhecimentos sobre Titã, a maior lua de Saturno

Passar seis meses em um centro de pesquisa de ponta onde são desenvolvidos projetos pioneiros na área de ciência planetária é uma oportunidade que muitos geocientistas gostariam de ter. Pois o docente do Instituto de Geociências da Unicamp Alvaro Penteado Crósta acaba de retornar de um estágio no Jet Propulsion Laboratory (JPL), centro de pesquisa da California Institute of Technology (Caltech) e da NASA que desenvolve pesquisas avançadas em exploração espacial.

Crósta, que se dedica ao estudo da formação de crateras através de impactos meteoríticos, pesquisou tais processos em Titã, a maior dentre as mais de 60 luas já identificadas em Saturno, através de análise de dados coletados pela Missão Cassini-Huygens. A estrutura geofísica da lua é formada por uma atmosfera densa, seguida de uma crosta de gelo de cerca de 100 Km. Abaixo dessa crosta há um oceano de água com aproximadamente 200 Km de espessura, seguido de outra camada de gelo e de um núcleo rochoso. “A ideia do meu projeto era analisar se o processo de impactos de asteróides de grandes dimensões seria capaz de romper essa crosta de gelo. Embaixo dela há um oceano de água em estado líquido e, por cima da crosta, uma capa de hidrocarbonetos. Esse conjunto define a potencialidade de desenvolvimento de vida orgânica”, aponta o docente. Apesar disso, a temperatura superficial de Titã é um problema, pois é muito baixa - cerca de 180°C negativos. “Na temperatura da superfície não é possível pensar em desenvolvimento de vida. Pelo menos nada do que se conhece hoje em termos de bactérias sobreviveria nessa temperatura. Já o oceano encontrado embaixo dessa crosta gelada mede 8°C negativos, o que permitiria, em teoria, o desenvolvimento de vida bacteriana”, revelou.

As várias faces de Titã sob rotação
As várias faces de Titã sob rotação

O docente da Unicamp desenvolveu suas atividades dentro do macro projeto “Habitabilidade de mundos com hidrocarbonetos: Titã e além”, coordenado pela brasileira Rosaly Lopes, pesquisadora da NASA há mais de três décadas. Cada parte do projeto analisa uma possibilidade de potencial de desenvolvimento devida em Titã. Crósta, com sua experiência no estudo de crateras de impacto, analisou se, com a ruptura completa da crosta por impacto meteorítico, os compostos orgânicos presentes na superfície entrariam em contato com a água do oceano subterrâneo, o que possibilitaria o desenvolvimento de vida. Para isso, ele conduziu simulações numéricas do processo de formação da cratera Mernva, que é a maior de Titã com 425 Km de diâmetro. Para uma comparação, a maior cratera existente na Terra, Vredefort, tem cerca de 300 Km e fica na África do Sul. Resultados dos testes mostraram que se um asteróide atingisse a crosta de gelo e se essa tivesse espessura entre 75 e 100 Km, haveria a ruptura dessa barreira natural e os hidrocarbonetos da superfície poderiam ser colocados em contato com a água do oceano. Caso a crosta fosse mais espessa, isso não ocorreria. Crósta destacou que para formar uma cratera com o tamanho de Mernva nas condições de Titã, seria necessário que o impacto fosse de um asteróide com 40 Km de diâmetro.

Rotina

“Eu passei a maior parte do tempo no JPL trabalhando nesse projeto. Fiz uma parceria com a Elizabeth Silver, pesquisadora da Universidade de Brown e especialista em modelagem de processos de impacto. Ela ficou responsável por gerar os modelos matemáticos a partir dos parâmetros estabelecidos por mim e pela equipe do JPL, principalmente a coordenadora, Rosaly Lopes, e o vice-coordenador, Mike Malaska. Para gerar os modelos, foi empregado um supercomputador e um programa específico. Foram gerados diversos cenários para os modelos, variando e combinando os vários parâmetros. Esse é um processo demorado pois cada modelo pode levar até 10 dias para ficar pronto. Ainda estamos trabalhando nos resultados finais dos modelos, agora à distância”, conta o docente. Crósta e os demais membros da equipe estão agora trabalhando em um artigo onde os resultados finais serão relatados.

O docente relatou um pouco do seu dia-a-dia, que começava com uma jornada de bicicleta até o JPL, onde trabalham mais de seis mil pessoas, entre cientistas, engenheiros e pessoal de apoio. Lá, ele dividiu o espaço de um pequeno escritório com a engenheira e física Sona Hosseini, que desenvolve e constrói microespectrômetros, instrumentos em miniatura que analisam a composição de materiais utilizados nas missões espaciais. “A hora do almoço era sempre muito interessante. O JPL tem dois refeitórios e os pesquisadores de diferentes projetos aproveitam o intervalo do almoço para interagir, trocando experiências e ideias. O ambiente é bastante informal e visitantes estrangeiros, como eu, são muito bem acolhidos”, relata Alvaro, que considerou a experiência muito enriquecedora.

O docente também teve contato com outros brasileiros que trabalham no JPL, como a bióloga e ex-aluna de graduação da Unicamp, Naiara Pinto, que trabalha há mais de uma década no Laboratório com sensoriamento remoto por radar de abertura sintética.

Palestra

A convite do Capítulo Estudantil da Society of Economic Geologists(SEG) na Unicamp, Crósta apresentou em uma palestra no final de maio a geologia de Titã e o que aprendeu com a Missão Cassini.

 docente Alvaro Crósta em palestra no Instituto de Geociências
Docente Alvaro Crósta em palestra no Instituto de Geociências

Segundo o docente, as primeiras imagens de maior detalhe de Titã foram feitas pelas missões Pioneer e Voyager em 1979-80. “O que se sabia é que esse enorme satélite natural de Saturno tem uma atmosfera muito espessa e rica em nitrogênio e metano,revelada por espectroscopia. Porém, não se tinha ideia de como era a superfície, pois a atmosfera impede a passagem de luz na maioria dos comprimentos de onda”, disse. A Missão Cassini, lançada em 2004, foi equipada com sensores que enxergavam através da densa atmosfera. Um deles captava energia refletida, que revelou as primeiras imagens da superfície da lua de Saturno, formada por montanhas, mares, lagos, dunas e crateras de impacto. “Foi a primeira vez que corpos em estado líquido foram identificados no Sistema Solar fora da Terra”, apontou Crósta. A Cassini tinha a sonda acoplada, a Huygens, que desceu até a superfície de Titã e coletou dados e imagens por cerca de 90 minutos, tempo de duração de sua bateria. Nesse curto intervalo, coletou diversas informações através de vários instrumentos analíticos.

Titã é um pouco menor que Marte e equivale a 70 luas como a da Terra. Segundo Crósta, o que define Marte ser um planeta e Titã ser uma lua é que ela está em órbita de um planeta maior. Marte tem sua própria órbita.

Comparação entre as luas de Saturno e entre Titã e alguns planetas
Comparação entre as luas de Saturno e entre Titã e alguns planetas

Dentre as informações compartilhadas na palestra, o docente mostrou algumas comparações de Titã com a Terra. Titã é o único corpo do sistema solar que tem uma atmosfera significativa e densa, composta por 96% de nitrogênio (na Terra a atmosfera tem 78%desse gás); a pressão atmosférica é 1.45 superior à da Terra. O docente também mostrou diversas imagens da superfície da lua com feições muito parecidas com as que encontramos na Terra. Elas revelam os processos geológicos que também ocorrem por lá, como formação de montanhas, erosão e sedimentação. Titã tem um ciclo hidrológico completo semelhante ao da Terra, mas, ao invés de água, o agente desse ciclo é o metano em estado líquido. Há, por exemplo, canais de drenagem por onde corre metano. Há também regiões com dunas, o que mostra a intensa ação de vento.

O radar de Cassini não conseguiu cobrir toda a área de Titã. Usando uma resolução mais alta, cobriu 46% e, numa resolução mais baixa, chegou a 74%, que é a imagem que tem mais informação para a geologia. “Há mapas altimétricos que mostram que as montanhas estão preferencialmente na zona equatorial e as depressões nas zonas polares. As imagens coletadas pela Cassini permitiram que fosse elaborado um mapa geológico de Titã, onde a forma de relevo mais comum são planícies, seguidas pelas dunas, montanhas e lagos”, apresentou.

Mapa geomorfológico revela que as planícies, em verde, predominam a superfície
Mapa geomorfológico revela que as planícies, em verde, predominam a superfície

PRÓXIMOS PASSOS

Crósta permanece em contato com os pesquisadores do projeto do JPL, que continua por mais três anos e meio. O docente da Unicamp vai dar continuidade ao seu projeto direto do Brasil. Além de participar de reuniões mensais por teleconferência, Alvaro deve participar de encontros anuais que reúne pesquisadores de todo o mundo para apresentar resultados de seus projetos. O próximo passo será submeter um artigo relacionado ao projeto que desenvolveu durante sua estada no JPL.

Imagem de capa

Docente Alvaro Crósta em palestra no Instituto de Geociências
Docente Alvaro Crósta em palestra no Instituto de Geociências