Mundos de Água

A história dos oceanos é a história da vida. Os oceanos definem o nosso planeta, cobrindo a maior parte da superfície da Terra e conduzindo o ciclo da água que domina a nossa terra e a nossa atmosfera. Mas, mais profundo ainda, a história dos nossos oceanos envolve a nossa casa num contexto mais amplo, que alcança o universo e nos coloca numa rica família de mundos oceânicos que se estendem pelo nosso sistema solar e mais além.

Origens dos oceanos

Qual é a origem da água?

As moléculas de água são compostas por um átomo de oxigénio e dois átomos de hidrogénio.

O hidrogénio foi criado no Big Bang e o oxigénio foi criado no núcleo de estrelas mais massivas que o Sol. Enormes quantidades de água, em estado gasoso, existem nos vastos berçários estelares da nossa galáxia.

O telescópio espacial Hubble encontrou moléculas de água na Nebulosa Helix.

Hidrogénio e oxigénio são formados por diferentes processos, combinados para formar moléculas de água na atmosfera ejetada de estrelas moribundas. A origem dos nossos oceanos está nas estrelas.

Existem moléculas de água na Nebulosa de Orion e muitas estão ainda a formar-se. A nebulosa é composta maioritariamente por gás hidrogénio; as outras moléculas são relativamente raras. Mesmo assim, a nebulosa é tão vasta que cria todos os dias água suficiente para encher 60 vezes os oceanos da Terra. A água, juntamente com as outras moléculas criadas nesses viveiros estelares, torna-se matéria prima para a formação de novos sistemas planetários.

As moléculas de água são abundantes em sistemas planetários formados ao redor de outras estrelas. Foram encontradas moléculas de água ao redor da estrela Beta Pictoris, que tem somente 20 milhões de anos de idade. Nesse local, um grande disco de gás e poeira sugere que existem colisões entre cometas, asteroides e jovens planetas.

Como é que a água chegou à Terra?

Asteroides e cometas são detritos que sobraram da formação do nosso sistema solar e são ricos em água.

Estes pequenos corpos são cápsulas do tempo que contêm pistas sobre como era o nosso sistema solar há 4,5 mil milhões de anos atrás.

Muitos asteroides orbitam o Sol entre as órbitas de Marte e Júpiter, mas muitos deles passam mais perto da Terra e até atravessam a nossa órbita.
Os cometas são encontrados nos confins do Sistema Solar: na Cintura de Kuiper ou na vasta e misteriosa Nuvem de Oort.

Ao longo de milhares de milhões de anos, inúmeros cometas e asteroides colidiram com a Terra, enriquecendo o nosso planeta com água. Marcadores químicos na água dos nossos oceanos sugerem que a maior parte da água veio de asteroides. Observações recentes sugerem que gelo, e possivelmente água no estado líquido, existe no interior de cometas e asteroides.

Oceanos da Terra

Como é que os nossos oceanos estão a mudar?

A água na Terra é muito abundante – cerca de 71% da superfície da Terra é coberta por água.

Existem mais de 326 milhões de trilhões (americanos) de galões de água na Terra.
Os oceanos da Terra contêm cerca de 96,5% de toda a água do planeta.
Menos de 3% de toda a água na Terra é água doce (água potável).
Mais de dois terços da água doce da Terra está presa em calotas polares e glaciares/geleiras.

Vigiar os Oceanos

As mudanças no nível do mar afetam toda a gente no planeta. A NASA está a vigiar estas mudanças há décadas.

Quando as temperaturas globais aumentam, o oceano responde, expandindo-se.

Os níveis do oceano estão atualmente a aumentar a uma taxa de 3 milímetros por ano.

O gelo da Gronelândia está a derreter a uma taxa de 287 mil milhões de toneladas por ano.
O gelo da Antártida está a derreter a uma taxa de 134 mil milhões de toneladas por ano.
Ambos contribuem para o aumento do nível dos oceanos.

Os oceanos da Terra estão cheios de vida. Essa vida cria mudanças nas cores do oceano que são visíveis do espaço.
Minúsculas plantas, fitoplâncton, estendem-se por centenas de quilómetros, colorindo o oceano e dando-nos pistas sobre os complexos ecossistemas marinhos.

Impulsionadas pelo vento, pela temperatura, pela salinidade e por outras forças, as correntes oceânicas cobrem o nosso planeta. Algumas atingem centenas ou milhares de quilómetros através de vastas bacias oceânicas com fluxos bem definidos. Outras ficam confinadas a determinadas regiões e formam lentas piscinas circulares. Estes modelos são baseados em dados recolhidos por observações de campo e por satélites da NASA.

Oceanos perdidos

Os planetas perdem os seus oceanos ao fim de muito tempo?

Há milhares de milhões de anos atrás, Vénus poderá ter sido o primeiro mundo oceânico do Sistema Solar.
Vénus não tem um forte campo magnético global, que na Terra ajuda a proteger a nossa atmosfera.
Um efeito de estufa descontrolado elevou as temperaturas o suficiente para ferver a água, que escapou para o espaço devido ao vento solar.

No passado, Marte foi muito parecido com a Terra: tinha uma atmosfera espessa, água em abundância, e oceanos globais.

Há milhares de milhões de anos, Marte perdeu o campo magnético global que o protegia, deixando o planeta vulnerável aos efeitos do Sol: vento solar e clima espacial.

A missão MAVEN mediu a contínua perda da atmosfera marciana pelo Sol a uma taxa de 400 quilogramas por hora.

Os cientistas estimam que Marte perdeu cerca de 87% da água que tinha há milhares de milhões de anos atrás.

Muita da água que ainda existe em Marte, está congelada nas calotas de gelo ou no subsolo, mas uma pequena quantidade de água lamacenta poderá descer pelas colinas dos montes marcianos no Verão.

Oceanos do nosso sistema solar

Quais são os mundos no sistema solar que têm oceanos?

A Terra não é o único mundo oceânico no sistema solar.

Não é só a Terra que possui oceanos no sistema solar. Nos outros mundos (planetas, planetas-anões, luas e cometas), a água existe em diversas formas. Gelo, vapor de água na atmosfera, e oceanos noutros mundos oferecem pistas na busca por vida extraterrestre.

Cientistas estimam que o planeta-anão Ceres consiste em cerca de 25% de gelo de água; apenas uma fração desse valor poderá estar em estado líquido. Ceres poderá ter um oceano interior.

Existem fortes evidências para um oceano interior salgado na lua Europa. As forças de maré gravitacional entre Júpiter e Europa, faz com que o interior da lua aqueça, o que leva a que o oceano se mantenha no estado líquido; este aquecimento também pode criar bolsas de água, ou lagos, no crusta exterior da lua.

Ganimedes é a maior lua do nosso Sistema Solar.
É a única lua que detém o seu próprio campo magnético.
Estudos recentes indicam que deverá existir um grande oceano interno de água salgada.
Ganimedes poderá possuir várias camadas de gelo e água, entre a crusta e o núcleo.

Calisto tem uma superfície pejada de crateras.
Essa superfície encontra-se sobre uma camada de gelo com cerca de 200 km de espessura.
Por baixo do gelo, deverá estar um oceano com mais de 10 km de profundidade.

Encélado tem um manto de gelo com cerca de 35 km de espessura no polo sul. Debaixo desse gelo deverá estar um reservatório com cerca de 10 km de profundidade. Este oceano subterrâneo deve alimentar os impressionantes jatos vindos de fissuras profundas (chamadas “listras de tigre”).

Titã poderá ter um oceano interior salgado – tão salgado como o Mar Morto. Esse oceano deverá começar aos 50 km de profundidade.
É possível que o oceano de Titã seja fino e se encontre entre camadas de gelo. Mas também pode ser espesso e estender-se até ao interior rochoso desta lua.

Mimas poderá ter um oceano interior. Ou então, o seu núcleo tem o formato de uma bola de futebol americano. Os dados vindos de Mimas apontam para uma hipótese ou outra.

Caso Mimas tenha um oceano de água no estado líquido, este deverá estar cerca de 30 km abaixo da superfície.

A sua superfície está cheia de impactos de meteoritos.

A lua Tritão é um dos mundos ativos no sistema solar com geisers a expelir gás nitrogénio (azoto).

Aquecimento interior devido a antigas forças de maré gravitacionais, levaram a que a sua superfície gelada contenha fraturas e criovulcões.

É possível que Tritão tenha um oceano interior, mas não está ainda confirmado.

Plutão é um mundo surpreendentemente ativo, com imponentes montanhas de gelo de água e glaciares/geleiras de nitrogénio/azoto e metano.

Plutão poderá ter um oceano interior.

Oceanos Mais Além

Existem oceanos em planetas ao redor de outras estrelas?

Foi descoberto vapor de água no exoplaneta HAT-P-11b.
HAT-P-11b está a 120 anos-luz de distância da Terra, tem cerca do tamanho de Neptuno, e tem uma órbita de somente 5 dias.
O planeta é demasiado quente para ter oceanos ou nuvens. Mas tem vapor de água.

Kepler-22b é o primeiro exoplaneta com uma órbita confirmada na zona habitável da sua estrela – a região ao redor de uma estrela onde a água no estado líquido pode persistir na superfície.

Kepler-22b é uma super-Terra, com cerca de 2,4 vezes o tamanho da Terra.

Ainda não se sabe se o planeta é rochosa, gasoso, ou líquido.
Este exoplaneta talvez tenha nuvens na sua atmosfera.

Kepler-452b é um mundo com praticamente o mesmo tamanho da Terra, que se encontra na zona habitável de uma estrela parecida com o nosso Sol.

A estrela é cerca de 10% maior e 20% mais brilhante que o nosso Sol.

O exoplaneta é cerca de 60% maior que a Terra, e tem uma órbita de 385 dias.

Kepler-452b tem uma idade de cerca de 6 mil milhões de anos, um pouco mais velho que o nosso sistema solar.

Cinco planetas orbitam a estrela Kepler-62.
A estrela Kepler-62 tem 2/3 do tamanho do Sol e é apenas 1/5 tão brilhante que o Sol.

Com 7 mil milhões de anos, o sistema é mais antigo que o nosso Sol.

Kepler-62 é o lar de dois planetas na sua zona habitável.
Kepler-62f tem uma órbita de 267 dias e é somente 40% maior do que a Terra.
Kepler-62e é igualmente uma super-Terra.
Ambos são potencialmente mundos com oceanos de água no estado líquido.

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Este post é uma tradução do artigo da NASA, Ocean Worlds, que pode ser lido aqui.

As imagens têm o crédito da NASA, sendo que algumas são ilustrações artísticas.