Pesquisadores planetários ficam surpresos ao encontrar um “anel de fogo” em Vênus

Os pesquisadores da ETH usaram simulações em computador para classificar a atividade atual das estruturas corona na superfície de Vênus . Para sua surpresa, eles encontraram um anel de fogo anteriormente não descoberto em nosso planeta vizinho.

Anos atrás, os pesquisadores planetários descobertos estruturas circulares incomuns na superfície de Vênus ao observar imagens de alta resolução de NASA missão Magellan ‘s. Tais estruturas são conhecidas como coronae (do latim que significa “coroas”; singular: corona). Alguns anos atrás, uma equipe de pesquisadores da ETH liderada por Taras Gerya, professora de geofísica do Departamento de Ciências da Terra, usou modelos de computador para investigar como essas estruturas podem ter se formado.

Muitos pesquisadores assumem que essas estranhas características da superfície circular são formadas por plumas de manto das profundezas do planeta.

Uma pluma de manto é uma ressurgência de rocha quente e derretida que é transportada por correntes de convecção do manto inferior para a crosta em uma coluna que se alarga em forma de cogumelo no topo. O calor que ele carrega derrete a superfície da crosta de forma circular. O material contínuo que se eleva de profundidades maiores amplia a cabeça da pluma e expande a estrutura do anel na superfície para formar uma coroa. A crosta sólida ao redor da pluma de manto pode rachar e finalmente afundar abaixo da borda da coroa, desencadeando processos tectônicos locais.

Simulações computacionais de variações estruturais de coronas

No entanto, a topografia das coronas não é de modo algum homogênea ou fácil de descrever. “Essas estruturas existem em uma grande variedade de formas e dimensões na superfície venusiana”, diz Anna Gülcher, aluna de doutorado do grupo de pesquisa de Gerya.

Após essa observação, Gülcher usou um conjunto maior de simulações 3D aprimoradas para reexaminar as coronas, enquanto procurava estabelecer um vínculo entre a variação na topografia da superfície e os processos em funcionamento abaixo. Seu estudo foi publicado recentemente na revista Nature Geoscience .

As novas simulações mostram que a topografia de uma coroa depende da espessura e da força da crosta onde o manto a atinge e, acima de tudo, que suas topografias estão diretamente relacionadas à atividade da coluna de magma sob a superfície.

É importante notar, no entanto, que a posição e a dinâmica do anel de fogo da Terra são o resultado da tectônica de placas, ela explica. Em Vênus, a causa é o vulcanismo vertical dos pontos quentes – um fenômeno que ocorre em apenas alguns lugares da Terra, como abaixo das ilhas havaianas.

Exatamente por que as plumas do manto de Vênus estão dispostas em tal cinto, e o que isso significa para processos interiores profundos em Vênus, é uma questão importante a ser abordada em estudos futuros, diz Gülcher. Isso pode ser feito com simulações em computador em larga escala.

É necessária uma enorme capacidade de computação

Em seus modelos, os pesquisadores simulam apenas algumas centenas de quilômetros da pluma de manto. Na realidade, no entanto, os conduítes de plumas podem ter mais de 1.000 quilômetros de extensão: “Simular o comprimento total que as plumas podem atingir está fora de questão devido à enorme capacidade de computação necessária”, diz Gülcher. As simulações atuais, realizadas no cluster Euler da ETH, já são oito vezes maiores que as anteriores.

Os cientistas planetários esperam que suas descobertas também forneçam novas idéias sobre como as plumas do manto funcionam abaixo da superfície da Terra. É provável que eles sejam o que causa o vulcanismo do hotspot, como visto nas ilhas havaianas. As plumas do manto podem ter sido um gatilho para as placas tectônicas observadas na Terra também, como o grupo de pesquisa de Gerya também foi capaz de simular. Como mencionado na época, Vênus poderia servir de modelo para os processos que podem ter ocorrido no início da história da Terra.

Plumas ativas formam um anel de fogo ao redor de Vênus

Essa observação saliente permitiu que Gülcher e seus colegas classificassem mais de uma centena de grandes coronas em Vênus em dois grupos principais: aqueles que se formaram acima de uma pluma ativa que atualmente está subindo e carregando material fundido, e aqueles acima de uma pluma que esfriou e se tornou inativo. “Toda estrutura corona tem uma assinatura específica que indica o que está acontecendo por baixo”, diz Gülcher.

Em um mapa de Vênus, ela plotou todas as coroas de acordo com a classificação de suas atividades. Para sua surpresa, a maioria das coroas que cobrem o manto ativo forma um cinto no hemisfério sul de Vênus. Apenas um punhado de plumas ativas estão localizadas fora desta banda. “Chamamos essa banda de ‘Anel de Fogo’ em Vênus em referência ao ‘Anel de Fogo’ na Terra”, diz Gülcher. Ela assume que o cinto coincide com uma zona que expele altos níveis de material de pluma crescente.