A intensa atividade vulcânica da lua Io de Júpiter é impulsionada por um mecanismo conhecido como aquecimento das marés. Essa é a fonte de calor que, em última análise, é responsável pelas erupções contínuas na superfície da lua. Cientistas, no entanto, questionavam se esse aquecimento das marés era um fenômeno constante na história de Io.
Devido ao seu alto nível de vulcanismo, a superfície de Io é rápida e repetidamente coberta por fluxos de lava, o que enterra quaisquer evidências de processos geológicos antigos. Como de Kleer, uma das pesquisadoras, afirma: “Não é possível olhar para a superfície de Io e dizer algo sobre o que aconteceu há mais de um milhão de anos”.
Uma nova abordagem: Olhando para a atmosfera de Io
Para contornar a falta de registros na superfície, de Kleer e sua equipe adotaram uma abordagem diferente: examinar o material que Io perde para o espaço. Io perde até três toneladas de material por segundo através de sua degaseificação vulcânica e erosão atmosférica, agindo quase como um cometa, segundo o astrofísico planetário Apurva Oza.
Essa perda constante de material implica que, ao longo do tempo, as erupções atuais de Io seriam relativamente mais ricas em isótopos pesados de vários elementos químicos do que em isótopos mais leves. Isso ocorre porque os isótopos mais leves na atmosfera superior conseguem escapar mais facilmente para o espaço.
Medindo isótopos de enxofre para desvendar a história
Ao medir as proporções atuais dos isótopos pesados em relação aos isótopos mais leves na atmosfera, a equipe poderia calcular o tempo necessário para Io atingir esse estado a partir de seu reservatório original de compostos subterrâneos.
Usando o observatório Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, os pesquisadores observaram os gases na atmosfera de Io, focando principalmente no enxofre. Eles também estimaram o reservatório “original” de isótopos da lua utilizando, entre outros dados, meteoritos antigos, que preservam a química média da era primitiva do sistema solar.
Vulcanismo de 4,5 bilhões de anos
O estudo revelou que a alta proporção de isótopos de enxofre mais pesados na atmosfera atual de Io sugere que a lua perdeu entre 94% e 99% de seu reservatório original de enxofre.
A única forma de essa perda se encaixar nos modelos pré-existentes da evolução de Júpiter e suas luas internas é se Io estiver em erupção há cerca de 4,5 bilhões de anos, tornando seu vulcanismo tão antigo quanto o próprio sistema solar.
Implicações para Europa
A descoberta sugere que Io tem “dançado” em uma órbita estável de maneira semelhante por bilhões de anos, assim como suas luas vizinhas Ganimedes e Europa.
Essa longevidade tem implicações importantes para Europa. A lua gelada, que possui um oceano de água líquida sob sua crosta, também é mantida aquecida e líquida pelo aquecimento das marés. A pesquisa implica que, se Io tem sido vulcanicamente ativa por bilhões de anos, o oceano de Europa pode ser igualmente primitivo.
“Talvez isso tenha algumas implicações para a história de habitabilidade da Lua Europa a longo prazo”, comenta de Kleer. Se esse oceano contiver vida, sua existência seria devida à mesma força eterna do aquecimento das marés que alimenta o fogo vulcânico de Io.
