Em 2012, os cientistas ficaram encantados ao descobrir que nas regiões polares de Mercúrio foram detectadas grandes quantidades de gelo na água. Embora a existência de gelo de água nessa região permanentemente sombreada tenha sido objeto de especulação há cerca de 20 anos, foi somente depois que as naves espaciais Mercury Surface, Space Environment, Geohemistry and Ranging (MESSENGER) estudaram a região polar que isso foi confirmado. .
Com base nos dados do MESSENGER, estimou-se que Mercúrio poderia ter entre 100 bilhões a 1 trilhão de toneladas de gelo de água nos dois pólos e que o gelo poderia ter até 20 metros de profundidade em alguns lugares. No entanto, um novo estudo de uma equipe de pesquisadores da Brown University indica que pode haver três grandes crateras adicionais e muitas outras menores na região polar norte que também contêm gelo.
O estudo, intitulado "Novas evidências de gelo de águas superficiais em armadilhas frias de pequena escala e em três grandes crateras na região polar norte de Mercúrio, a partir do altímetro a laser Mercury", foi publicado recentemente no Cartas de Pesquisa Geofísica. Liderada por Ariel Deutsch, pesquisadora da NASA ASTAR e candidata a PhD na Brown University, a equipe considerou como depósitos em pequena escala poderiam aumentar drasticamente a quantidade total de gelo em Mercúrio.
Apesar de ser o planeta mais próximo do Sol e experimentar temperaturas de superfície abrasadoras no lado voltado para o Sol, a baixa inclinação axial de Mercúrio significa que suas regiões polares estão permanentemente sombreadas e experimentam temperaturas médias de cerca de 200 K (-73 ° C; -100 ° F) A idéia de que o gelo possa existir nessas regiões remonta à década de 1990, quando os telescópios de radar da Terra detectaram pontos altamente refletivos nas crateras polares.
Isso foi confirmado quando a sonda MESSENGER detectou sinais de nêutrons do pólo norte do planeta que eram consistentes com o gelo da água. Desde então, tem sido consenso geral que o gelo de superfície de Mercúrio estava confinado a sete grandes crateras. Mas, como Ariel Deutsch explicou em um comunicado de imprensa da Brown University, ela e sua equipe procuraram olhar além deles:
“A suposição é de que o gelo de superfície no Mercúrio existe predominantemente em grandes crateras, mas também mostramos evidências desses depósitos em menor escala. A adição desses depósitos em pequena escala aos grandes depósitos nas crateras contribui significativamente para o inventário de gelo superficial no Mercury. ”
Para esse novo estudo, Deutsch foi acompanhado por Gregory A. Neumann, cientista do Goddard Space Flight Center da NASA, e James W. Head. Além de ser professor do Departamento de Ciências Ambientais e Planetárias da Terra em Brown, Head também foi co-investigador das missões MESSENGER e Lunar Reconnaissance Orbiter.
Juntos, eles examinaram os dados do instrumento Mercury Laser Altimeter (MLA) da MESSENGER. Este instrumento foi usado pelo MESSENGER para medir a distância entre a espaçonave e Mercúrio, os dados resultantes sendo então usados para criar mapas topográficos detalhados da superfície do planeta. Mas, neste caso, o MLA foi usado para medir a refletância da superfície, o que indicava a presença de gelo.
Como especialista em instrumentos com a missão MESSENGER, Neumann foi responsável por calibrar o sinal de refletância do altímetro. Esses sinais podem variar com base em se as medições são tomadas de cima ou em ângulo (o último dos quais é referido como leituras "fora do nadir"). Graças aos ajustes de Neumann, os pesquisadores conseguiram detectar depósitos de alta refletância em mais três grandes crateras que eram consistentes com o gelo da água.
De acordo com suas estimativas, essas três crateras podem conter camadas de gelo que medem cerca de 3.400 quilômetros quadrados (1313 mi²). Além disso, a equipe também analisou o terreno em torno dessas três grandes crateras. Embora essas áreas não fossem tão refletivas quanto as camadas de gelo dentro das crateras, elas eram mais brilhantes que a refletância média da superfície do Mercúrio.
Além disso, eles também analisaram dados do altímetro para buscar evidências de depósitos em menor escala. O que encontraram foram quatro crateras menores, cada uma com diâmetros inferiores a 5 km (3 milhas), que também refletiam mais a superfície. A partir disso, eles deduziram que não havia apenas mais grandes depósitos de gelo que antes eram descobertos, mas provavelmente muitas “armadilhas frias” menores onde o gelo também poderia existir.
Entre esses três grandes depósitos recém-descobertos e o que poderia ser centenas de depósitos menores, o volume total de gelo em Mercúrio poderia ser consideravelmente maior do que pensávamos anteriormente. Como Deutsch disse:
“Sugerimos que essa assinatura aprimorada de refletância seja impulsionada por manchas de gelo em pequena escala espalhadas por todo este terreno. A maioria desses patches é pequena demais para ser resolvida individualmente com o instrumento altímetro, mas, coletivamente, contribuem para a refletância aprimorada geral ... Esses quatro foram exatamente os que pudemos resolver com os instrumentos MESSENGER. Achamos que provavelmente existem muitos, muitos mais, variando em tamanhos de um quilômetro a alguns centímetros. ”
No passado, estudos da superfície lunar também confirmaram a presença de gelo d'água nas regiões polares de crateras. Pesquisas posteriores indicaram que fora das crateras maiores, pequenas “armadilhas frias” também poderiam conter gelo. Segundo alguns modelos, a contabilização desses depósitos menores poderia efetivamente dobrar as estimativas sobre a quantidade total de gelo na Lua. O mesmo poderia ser verdade para Mercúrio.
Mas, como indicou Jim Head (que também atuou como orientador de Ph.D. da Deutsch para este estudo), este trabalho também adiciona uma nova perspectiva à questão crítica de onde veio a água no Sistema Solar. "Uma das principais coisas que queremos entender é como a água e outros voláteis são distribuídos pelo sistema solar interno - incluindo a Terra, a Lua e nossos vizinhos planetários", disse ele. "Este estudo abre nossos olhos para novos lugares para procurar evidências de água e sugere que Mercury tem muito mais do que pensávamos".
Além de indicar que o Sistema Solar pode ser mais aguado do que se suspeitava anteriormente, a presença de gelo abundante em Mercúrio e na Lua reforçou as propostas de construção de postos avançados nesses corpos. Esses postos avançados poderiam transformar gelo de água de depósitos locais em combustível de hidrazina, o que reduziria drasticamente os custos de montagem de missões de longo alcance em todo o Sistema Solar.
No lado menos especulativo das coisas, este estudo também oferece novas idéias sobre como o Sistema Solar se formou e evoluiu. Se a água é muito mais abundante hoje do que sabíamos, isso indicaria que mais estava presente durante as primeiras épocas da formação planetária, presumivelmente quando estava sendo distribuída por todo o Sistema Solar por asteróides e cometas.
