Explorando as dunas ondulantes do nosso sistema solar

Nov 13, 2023

Dunas de areia varrem o sistema solar, criando correntes em qualquer mundo com o menor sinal de brisa. Alguns se parecem com as estruturas com as quais estamos familiarizados na Terra, feitos de pedaços de rocha ou gelo, enquanto outros parecem muito mais estranhos, construídos apenas com material orgânico. De Marte a Plutão e pequenos cometas, a grande variedade de dunas que os cientistas veem pode ajudar a refinar questões pendentes sobre como as dunas se formam na Terra, além de fornecer informações sobre as condições passadas e presentes em mundos distantes.

O estudo dos padrões das dunas pode revelar não apenas percepções sobre a composição da superfície de um corpo, mas também dicas sobre sua história atmosférica. Atmosferas mais finas tornam mais difícil lançar partículas no ar, então dunas antigas podem revelar como a areia caiu do céu quando gases mais espessos cobriam um mundo. Isso pode ser crítico em corpos como Marte, cuja pesada atmosfera escapou lentamente com o tempo, e Plutão, cuja densidade atmosférica cresce e diminui à medida que viaja ao redor do Sol.

Como construir uma duna

Na Terra, a areia é comumente construída pela erosão do quartzo. Mas também pode incluir conchas, corais, carbonatos, cinzas vulcânicas e até gelo. Isso significa que a areia pode se desenvolver e se depositar não apenas em praias e desertos, mas também nos desertos congelados da Antártida. Além disso, a definição de areia não tem nada a ver com composição e tudo a ver com tamanho e como ela é transportada: partículas que são pequenas o suficiente e leves o suficiente para serem lançadas no ar. Na Terra, isso é cerca de 0,0025 a 0,08 polegadas (0,06 a 2 milímetros) de diâmetro. Em outros mundos com menos gravidade, as partículas de areia podem ser maiores.

Então, como você vai de partículas de areia para dunas ondulantes? A chave para as dunas é o vento. “Enquanto houver movimento de moléculas de ar, nós … acabamos com um campo eólico”, ou uma paisagem esculpida por areia depositada pelo vento, diz Jani Radebaugh, da Universidade Brigham Young de Utah. (Aeolean refere-se ao deus grego do vento, Éolo.)

Apesar de sua variedade de composição, todas as dunas na Terra se formam aproximadamente nas mesmas condições e são limitadas principalmente pela gravidade, que afeta a distância que a areia pode voar. Ao observar a grande variedade de mundos do sistema solar cobertos por dunas, os cientistas esperam chegar ao âmago da questão de como as dunas de areia se formam e mudam. A ideia básica é simples: o vento carrega a areia pela superfície, eventualmente acumulando-a nas dunas. Mas os detalhes são onde as coisas ficam complicadas. A areia segue um modelo dinâmico fluido, viajando pelo ar tanto quanto nada pela água para criar dunas esculpidas pela água? Ou obedece a um modelo de mecanismo de impacto, em que o primeiro grão de areia levantado pelo vento levanta outros grãos que se levantam ainda mais?

De acordo com Serina Diniega, pesquisadora do Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, Califórnia, é difícil distinguir os dois modelos na Terra porque seus resultados previstos são muito parecidos. Mas alterar a pressão do ar e a gravidade – por exemplo, construindo dunas em outro mundo – deve fornecer uma visão mais ampla sobre qual modelo está correto. “Encontrar dunas em outros corpos, em outras condições, ajuda a discriminar entre modelos que não poderíamos testar na Terra”, diz ela.

Felizmente, existem muitas dunas no sistema solar.

No início dos anos 1970, a sonda Mariner 9 da NASA parecia mostrar Marte como um mundo morto e imutável, semelhante à Lua da Terra. Somente quando as missões Viking começaram a capturar imagens de alta resolução do Planeta Vermelho, alguns anos depois, as visualizações revelaram processos ativos, incluindo dunas de areia.

A maior parte da areia marciana parece ser de origem vulcânica. O basalto rochoso arremessado explosivamente de vulcões há muito mortos erodidos em partículas de 0,002 a 0,02 polegadas (0,05 a 0,5 mm) de diâmetro ao longo de milhões de anos. A água, que pode ter fluído brevemente pela superfície no passado distante, pode ter quebrado parte do material rochoso em areia, mas hoje, o vento é a fonte mais comum de erosão. No entanto, o vento é ineficiente em comparação com a água quando se trata de erodir a rocha em areia. Isso levanta a questão de quão velha é a areia marciana: tudo se formou quando a água fluiu pela superfície, ou mais areia ainda está sendo criada hoje? Pelo menos parte da areia é reciclada à medida que partículas desgastadas formam rochas sedimentares que mais tarde são transformadas em areia - Diniega especula que a maior parte é - mas depois que as partículas de areia colidem o suficiente, elas se decompõem em pó, que os geólogos geralmente definem como partículas. menor que cerca de 0,0025 polegada (0,06 mm). Portanto, o fato de Marte ainda ter areia sugere um baixo movimento das dunas (poucas colisões) ou que há mais erosão em andamento do que o estimado atualmente.