Impacto de asteroides poderá ter criado nichos propícios ao desenvolvimento da vida na Terra

Amostra de rocha do interior da cratera de Chicxulub.
Crédito: ARae@ECORD_IODP.

Impactos catastróficos poderão ter produzido no passado habitats propícios ao desenvolvimento das primeiras formas de vida terrestres. Esta é uma das conclusões resultantes da expedição realizada por um grupo de cientistas ao interior da cratera Chicxulub, uma estrutura de impacto formada há aproximadamente 65 milhões de anos, no que é hoje a península do Iucatão, no México.

No final do período Cretácico, o golfo do México foi violentamente atingido por um objeto com aproximadamente 14 km de diâmetro. O impacto rasgou uma ferida na crusta terrestre com 180 km de diâmetro e eliminou da face da Terra cerca de 75% de todas as formas de vida, incluindo a grande maioria dos dinossauros.

Em abril de 2016, uma equipa de cientistas liderada por Joanna Morgan, do Imperial College London, no Reino Unido, viajou até ao interior da cratera de Chicxulub para recolher amostras de rocha do anel de picos centrais da cratera, agora localizado centenas de metros abaixo dos fundos marinhos ao largo da costa da península do Iucatão. Os picos centrais das crateras complexas são formados por materiais que emergem das partes mais profundas da crusta durante a fase de modificação das crateras, pelo que estas amostras proporcionam um vislumbre sem precendentes sobre os mecanismos envolvidos na formação destas estruturas.

Divulgados na semana passada num artigo publicado na revista Science, os resultados das primeiras análises a estas amostras sugerem que o impacto de Chicxulub deformou as rochas graníticas que originalmente formavam o interior da crusta na região ao ponto de as tornar menos densas e mais porosas que o previsto pelos modelos que descrevem a formação destas estruturas. Os poros formados no seio das rochas permitiram a circulação de água aquecida no interior da crusta terrestre, possibilitando a acumulação de nutrientes fundamentais para o desenvolvimento de formas de vida simples.

Durante as primeiras fases da sua formação, a Terra foi constantemente bombardeada por asteroides e cometas gigantescos, pelo deverão ter sido criadas na crusta primordial rochas com características muito semelhantes às do interior da cratera de Chicxulub. Morgan e colegas sugerem que estes habitats poderão ter sido fundamentais para a sobrevivência dos primeiros organismos vivos no nosso planeta.

O estudo valida ainda os aspetos principais do modelo de formação de crateras complexas com múltiplos anéis de picos centrais, não só na Terra, mas também em outros corpos planetários do Sistema Solar. Estes primeiros resultados confirmam que o asteroide que formou Chicxulub atingiu a superfície terrestre com uma força tão tremenda, que deslocou violentamente rochas situadas na altura a 10 km de profundidade! No total, estas rochas percorreram em poucos minutos uma distância de 30 km em várias direções, antes de emergirem na superfície para formarem o anel de picos centrais.

"É difícil acreditar que as mesmas forças que destruiram os dinossauros tiveram provavelmente um papel importante, logo no início da história da Terra, na formação dos primeiros refúgios para a vida no planeta", disse Joanna Morgan, primeira autora deste trabalho. "Esperamos que as próximas análises forneçam mais informações acerca de como a vida poderá existir nestes ambientes subterrâneos."

A equipa irá agora realizar um conjunto de análises detalhadas a todas as amostras recuperadas do interior de Chicxulub, com o objetivo de melhorarem as simulações numéricas que descrevem a formação da cratera. No final, a equipa irá procurar por evidências de vida presente ou passada no interior dos poros das rochas, e de sinais da presença de formas de vida pioneiras nas camadas sedimentares logo acima do anel de picos centrais.

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.

Um registo de um antigo campo de tensões na superfície de Marte

A extremidade ocidental de Acheron Fossae numa imagem obtida pela sonda europeia Mars Express, a 04 de maio de 2016.
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

A cerca de 1000 km a norte de Olympus Mons existe um conjunto de cristas rochosas e depressões alongadas formadas por intensas forças tectónicas sentidas na região de Acheron Fossae, há 3,7 a 3,9 mil milhões de anos. Na imagem de cima podemos ver uma fração da secção mais ocidental desta região - um bloco de antigos terrenos que cobre uma área com aproximadamente 800 km de comprimento e 280 km de largura, e que se eleva em média cerca de 2 km acima dos terrenos envolventes.

Imagem de contexto mostrando toda a extensão da secção ocidental de Acheron Fossae.
Crédito: NASA/MGS/equipa científica do intrumento MOLA.

Acheron Fossae faz parte de uma rede de fraturas que irradiam do "bojo" de Tharsis, um vasto planalto onde se elevam os maiores vulcões de Marte. Á medida que a região de Tharsis intumescia, devido à ascenção de materiais em fusão a partir do interior do planeta vermelho, a crusta na região expandia-se e fraturava nos locais de maior fragilidade.

Este processo deu origem aos sistemas clássicos de graben e horst - séries de depressões paralelas delimitadas em ambos os lados por falhas e blocos rochosos erguidos. Os padrões de falhas entrecruzadas visíveis em vários locais de Acheron Fossae sugerem que a região foi sujeita ao longo do tempo a forças de tensão provenientes de diferentes direções.

Mapa topográfico da extremidade ocidental de Acheron Fossae construído a partir de dados obtidos pela sonda europeia Mars Express.
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.

No canto inferior esquerdo da imagem podemos apreciar parte de uma extensa cumeada encurvada que se prolonga por toda a região. Esta estrutura é provavelmente um antigo graben que foi num passado mais recente preenchido por materiais possivelmente provenientes de glaciares carregados de rochas.

Acheron Fossae tem sido comparado com os sistemas de rift continentais da Terra. As principais zonas de rift do nosso planeta são formadas pelo movimento das placas tectónicas, como é o caso das cristas médias oceânicas onde são criadas novas porções da crusta terrestre. Em Marte, os rifts são importantes para o estudo da formação da crusta marciana e da evolução térmica do interior do planeta.

Descoberto um gigantesco vale na superfície de Mercúrio

Mapa topográfico da região a sudoeste da bacia de Rembrandt, uma estrutura de impacto com um diâmetro aproximado de 716 km.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington/DLR/Smithsonian Institution.

Um novo mapa topográfico em alta resolução do hemisfério sul de Mercúrio revelou a presença de um vale gigantesco até agora desconhecido. A depressão estende-se por aproximadamente 1000 km até ao interior da bacia de Rembrandt, uma das maiores e mais recentes estruturas de impacto de Mercúrio, e poderá constituir a primeira evidência de deformação permanente da litosfera mercuriana em resposta à contração global do planeta.

Para criar o mapa topográfico, a equipa de investigadores recorreu a imagens estéreo obtidas pela sonda MESSENGER. Com cerca de 400 km de diâmetro e aproximadamente 3 km de profundidade, este novo vale é mais largo e mais profundo que o Grande Vale do Rift, em África. "Ao contrário do Grande Vale do Rift, na Terra, o grande vale de Mercúrio não é causado pela separação de placas litosféricas, devido à tectónica de placas; é [sim] o resultado da contração global de um planeta com uma única placa", disse Thomas Watters, investigador do Smithsonian’s National Air and Space Museum e primeiro autor deste trabalho.

O vale encontra-se associado a duas escarpas de falha: Belgica Rupes e Enterprise Rupes. Estas estruturas foram criadas à medida que o interior de Mercúrio arrefecia e as rochas da crusta se acomodavam em movimentos verticais ao longo das falhas. Contudo, o vale não resulta apenas da formação destes dois grandes rasgões paralelos na superfície do planeta. O interior do vale é consideravelmente mais profundo que os terrenos envolventes, o que sugere que o seu abatimento foi produzido por outros processos.

De acordo com os autores, o gigantesco vale resulta, provavelmente, da contração e deformação da única placa que constitui a litosfera mercuriana, provocadas pelo lento arrefecimento do interior do planeta. As forças deformantes teriam sido suficientemente poderosas para prolongarem o abatimento da crusta até às montanhas que formam a orla sudoeste da bacia de Rembrandt.

"Existem exemplos de deformação litosférica na Terra, envolvendo tanto as placas oceânicas como as continentais, porém esta poderá ser a primeira evidência de deformação litosférica em Mercúrio", explicou Watters. "Apesar de ser espectável que ocorra deformação litosférica num planeta com uma única placa que se encontra em contração, não deixa de ser uma surpresa quando se descobre que [o processo] formou um grande vale que inclui as maiores escarpas de falha e uma das maiores bacias de impacto de Mercúrio."

Este trabalho foi divulgado ontem num artigo publicado na revista Geophysical Research Letters. Podem encontrá-lo na íntegra aqui.

Descobertas novas evidências de atividade geológica recente na superfície de Ceres

Perspetiva sobre Ahuna Mons, uma montanha misteriosa localizada no hemisfério sul de Ceres.
Crédito: NASA/JPL/Missão Dawn.

Uma doma vulcânica com 4 km de altitude e 17 km de largura, uma fina atmosfera temporária, gelo de água e filossilicatos expostos na superfície de Ceres! Estas são apenas quatro das mais recentes descobertas da missão Dawn divulgadas no passado mês de setembro em seis artigos publicados na revista Science. "A Dawn revelou que Ceres é um mundo diverso, que claramente teve atividade geológica no seu passado recente", disse Chris Russell, investigador principal da missão da NASA na Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos.

Uma das novidades mais surpreendentes foi a provável deteção de uma fina atmosfera temporária junto à superfície de Ceres. Usando o instrumento GRaND (Gamma Ray and Neutron Detector), a sonda da NASA observou evidências de que o planeta anão acelerou eletrões do vento solar até energias muito altas (dezenas de volts) ao longo de um período aproximado de seis dias. Em teoria, este fenómeno poderá ser explicado pela interação entre as partículas energéticas do vento solar e moléculas contituintes de uma fina atmosfera.

Esta observação é consistente com as assinatura espetrais de vapor de água detetadas em 2013 junto à superfície de Ceres pelo observatório espacial europeu Herschel. Os eletrões detetados pelo GRaND poderão ter sido produzidos pela colisão entre partículas do vento solar e as moléculas de vapor de água observadas pelo Herschel, contudo os cientistas continuam também à procura de explicações alternativas. "Estamos muito entusiasmados por acompanhar esta e outras descobertas sobre este mundo fascinante", comentou Russell.

Mapa topográfico de Ahuna Mons.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Outra novidade fascinante foi a descoberta de evidências de que Ahuna Mons é uma doma vulcânica diferente de qualquer outra até agora observada no Sistema Solar. Realizada por uma equipa de investigadores liderada por Ottaviano Ruesch do Centro de Voo Espacial de Goodard da NASA, nos Estados Unidos, esta descoberta teve como ponto de partida a análise detalhada da morfologia de Ahuna Mons e a sua comparação com estruturas semelhantes e com modelos que descrevem os processos orogénicos que conduzem à formação de montanhas na Terra e em Marte.

De acordo com a equipa, as fendas e escarpas do topo de Ahuna Mons, bem como os lineamentos observados nos seus flancos, sugerem que esta montanha é uma gigantesca doma vulcânica formada pela extrusão de materiais fundidos com uma elevada viscosidade, provenientes do interior de Ceres. Estes materiais seriam provavelmente fluídos criomagmáticos constituídos por misturas de argilas e compostos voláteis como a água. "Estamos confiantes que Ahuna Mons se formou nos últimos milhares de milhões de anos, e possivelmente nas últimas centenas de milhões de anos", disse Ruesch. "Ahuna Mons está a informar-nos que Ceres tem ainda calor suficiente para produzir um criovulcão relativamente recente."

Ahuna Mons poderá ter explido água líquida no passado, no entanto a Dawn também detetou depósitos superficiais de água no presente, como se encontra descrito no estudo liderado por Jean-Philippe Combe do Instituto Bear Fight, nos Estados Unidos. Usando dados do instrumento VIR (Visible and Infrared Mapping Spectrometer), Combe e colegas identificaram materiais com um espetro de absorção semelhante ao do gelo de água no interior da cratera Oxo, uma depressão inclinada com cerca de 10 km de diâmetro, localizada nas latitudes médias de Ceres.

A cratera Oxo vista pela sonda Dawn.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI.

A localização de Ceres torna improvável a exposição de depósitos gelo de água por longos períodos na superfície, contudo a baixa densidade do planeta anão, os fluxos gerados por impactos e a própria existência de Ahuna Mons sugerem que a crusta de Ceres contém uma percentagem significativa de gelo de água. Isto é consistente com os dois estudos publicados no mesmo número da Science sobre a diversidade de crateras e de outras formações geológicas em Ceres - o primeiro pertencente a uma equipa liderada por Harald Hiesinger da Universidade de Münster, na Alemanha, e o segundo conduzido por outro grupo de investigadores liderado por Debra Buczkowski do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos.

As crateras de impacto são claramente as estruturas dominantes na superfície de Ceres, e as suas diferentes formas contribuem para o esclarecimento das principais fases que dominaram a intricada evolução geológica do planeta anão. As crateras que são aproximadamente poligonais - isto é, cuja sua forma é delimitada por linhas retas - sugerem que a crusta de Ceres se encontra fortemente fraturada. Isto encontra-se de acordo com os padrões de fraturas observados no chão de algumas crateras cererianas.

Algumas crateras, como a pequena Oxo, têm terraços no seu interior, enquanto que outras, como a grande cratera Urvara (cerca de 170 km de diâmetro), exibem picos centrais. Existem crateras com formações semelhantes a fluxos, crateras que se sobrepõem a outras crateras e cadeias de pequenas crateras. Existem também várias áreas brilhantes espalhadas pela superfície de Ceres, sendo as mais refletivas as que se localizam no interior da cratera Occator. As formas de algumas crateras podem indicar a presença de gelo de água logo abaixo da superfície.

No geral, a variedade morfológica das crateras de impacto de Ceres sugere que o planeta anão possui uma camada externa formada por uma mistura de gelo de água e rochas - uma conclusão partilhada por outros estudos. A razão entre a profundidade e o diâmetro de várias crateras indica ainda que as crateras cererianas sofreram algum grau de relaxamento desde a sua formação. Adicionalmente, existem mais crateras no hemisfério norte de Ceres do que no sul, onde as grandes crateras Urvara e Yalode são as formações dominantes. "A distribuição desigual de crateras indica que a crusta não é uniforme e que Ceres passou por uma evolução geológica complexa", disse Hiesinger.

Abundância de filossilicatos e do catião amónio na superfície de Ceres. Os dois mapas mostram padrões de distribuição global semelhantes, diferindo apenas em algumas regiões localizadas como é o caso de Urvara. A escala é válida apenas para o equador.
Crédito: Ammannito et al., 2016.

E os materiais rochosos? Quais serão os mais comuns na crusta de Ceres? Um estudo liderado por Eleonora Ammannito da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos permitiu verificar que a superfície do planeta anão é dominada pela presença de minerais argilosos denominados filossilicatos. Os filossilicatos de Ceres são ricos em magnésio e têm também algum amónio (NH₄⁺) embebido na sua estrutura cristalina. A sua distribuição ao longo da crusta do planeta anão indica que os materiais expostos na superfície de Ceres foram alterados por um processo global que envolveu água.

Embora os filossilicatos de Ceres possuam uma composição uniforme, existem diferenças importantes na abundância destes materiais à superfície. Por exemplo, os filossilicatos são especialmente prevalentes na região que rodeia a cratera Kerwan (280 km em diâmetro), uma bacia de impacto relativamente plana, com uma morfologia semelhante à de uma "panqueca", e menos prevalentes junto à cratera Yalode (260 km em diâmetro), que tem áreas tanto de terreno liso como de rugoso em seu redor. Uma vez que Kerwan e Yalode têm dimensões semelhantes, isto poderá significar que a composição dos materiais que originalmente se encontravam no local do impacto seria diferente.

As crateras Dantu e Haulani foram ambas formadas recentemente, em termos geológicos, mas parecem também possuir composições distintas. "Através da comparação de crateras como Dantu e Haulani descobrimos que as suas diferentes misturas de materiais podem prolongar-se para as camadas abaixo da superfície durante quilómetros, ou até dezenas de quilómetros, como no caso da maior, [a cratera] Dantu," explicou Ammannito.

Os resultados destes 6 estudos estiveram em destaque no número 6303 da revista Science e podem ser encontrados aqui, aqui, aqui, aqui, aqui e aqui.

Nuvens sobre a região do polo norte de Titã

A presença de grandes lagos e mares de metano no polo norte de Titã foi confirmada pela primeira vez em imagens de radar obtidas pela sonda Cassini, a 22 de julho de 2006. Na altura, os lagos eram indetetáveis pelos instrumentos óticos da sonda da NASA, porque a região se encontrava ainda imersa numa longa escuridão hibernal. 10 anos volvidos, o hemisfério norte de Titã aproxima-se do solstício de verão, pelo que os grandes mares e lagos da região do polo norte estão agora iluminados durante a maior parte do dia de Titã.

Aproveitando estas condições, a Cassini esteve ocupada no passado fim de semana a observar o movimento e evolução de nuvens sobre a região dos grandes lagos boreais de Titã. A sessão permitiu ainda a recolha de novas imagens com uma resolução sem precedentes dos terrenos a sul de Neagh Lacus. Estas imagens irão ajudar os cientistas a preencher uma grande lacuna no mapa do hemisfério norte de Titã.

Apreciem em baixo algumas das observações realizadas durante esta sessão.

Detalhes da região do polo norte de Titã, numa imagem obtida pela sonda Cassini a 29 de outubro de 2016, através de um filtro para a região do infravermelho próximo. É possível ver os contornos bem definidos de Kraken Mare, Punga Mare, Jingpo Lacus, Neagh Lacus, Bolsena Lacus e Ladoga Lacus. A leste de Kraken Mare podemos vilumbrar a costa ocidental de Ligeia Mare.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Movimentos de nuvens sobre a região dos lagos e mares boreais de Titã. Esta sequência foi construída com 34 imagens obtidas pela sonda Cassini a 30 de outubro de 2016, durante um período aproximado de 11 horas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Catálogo de asteroides com órbitas próximas da órbita da Terra inclui agora 15 mil objetos!

O asteroide 25143 Itokawa visto pela sonda japonesa Hayabusa, a 01 de novembro de 2005. Itokawa é um NEA com um 535 metros de comprimento.
Crédito: ISAS/JAXA.

São agora conhecidos mais de 15 mil asteroides com órbitas próximas da órbita da Terra (NEAs). Este número corresponde a um aumento de 50% relativamente ao número de NEAs catalogados até agosto de 2013, o que significa que foi alcançada uma média de 30 novas descobertas por semana.

O 15000º NEA recebeu a designação provisória de 2016 TB₅₇ e foi descoberto a 13 de outubro, por membros da equipa do Mount Lemmon Survey, um projeto pertencente ao Catalina Sky Survey, um programa de deteção de asteroides potencialmente perigosos financiado pela NASA. 2016 TB₅₇ tem entre 16 a 36 metros de diâmetro e irá aproximar-se da Terra no próximo dia 31 de outubro, a uma distância de cerca de 2,0 milhões de quilómetros - um valor equivalente a mais de 5 vezes a distância que separa a Lua do nosso planeta.

Os NEAs são asteroides cujas as órbitas têm um periélio inferior a 1,3 UA. Os investigadores estimam que foram já catalogados mais de 90% dos objetos com órbitas próximas da órbita da Terra (NEOs). "O aumento da taxa de descobertas deve-se aos programas dedicados à deteção de NEOs e aos telescópios remodelados que foram integrados na rede nos últimos anos", disse o responsável pelo programa de observação de NEOs da NASA, Kelly Fast. "Contudo, apesar de estarmos a fazer grandes progressos, temos ainda um longo caminho a percorrer."

Pensa-se que foram descobertos apenas 27% da população estimada de NEAs com mais de 140 metros de diâmetro, pelo que a NASA está empenhada em continuar a investir na atualização de telescópios e na sua inclusão nos programas de deteção de NEAs. Estes programas foram já responsáveis pela descoberta de mais de 95% dos NEAs até agora catalogados.

"Embora, até ao momento, nenhum NEO conhecido tenha representado uma ameaça para a Terra nos próximos 100 anos, [a verdade] é que encontrámos principalmente os asteróides maiores", disse o responsável do Gabinete de Coordenação de Defesa Planetária da NASA, Lindley Johnson. "Resta-nos agora encontrar os asteroides mais pequenos, mas ainda assim potencialmente perigosos."

Uma cicatriz na face de Mimas

A lua Mimas vista pela sonda Cassini, a 22 de outubro de 2016.

Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Esta imagem mostra a lua Mimas e a sua imponente cratera Herschel, uma profunda cicatriz formada pelo impacto de um objeto de grandes dimensões há aproximadamente 4,1 mil milhões de anos.

Com um diâmetro equivalente a cerca de 1/3 do diâmetro de Mimas, Herschel confere à pequena lua de Saturno uma aparência muito semelhante à da Estrela da Morte, a icónica estação espacial da saga cinematográfica A Guerra das Estrelas.

A imagem resulta de uma combinação de fotografias obtidas através de filtros para comprimentos de onda específicos nas regiões do ultravioleta, do verde e do infravermelho, o que permite evidenciar a presença de variações subtis na coloração dos terrenos em redor de Herschel.