PlanetWaves explica as ondas em Titã e noutros planetas

As ondas na Terra, regra geral, precisam de um bom empurrão para ganharem altura. Uma brisa suave mal altera um lago: aparecem pequenas ondulações, a superfície cintila por instantes e pouco mais.

Noutros mundos, porém, o mesmo tipo de vento pode produzir resultados muito diferentes.

Em Titã, a maior lua de Saturno, uma brisa semelhante seria capaz de levantar ondas com a altura de um edifício de um piso. Parece contraintuitivo, mas a explicação está no facto de cada planeta (ou lua) ter o seu próprio “conjunto de regras”.

Há muito que os cientistas tentam decifrar essas regras. As ondas podem dar a sensação de serem um fenómeno simples, mas dependem de uma combinação de factores como a gravidade, a pressão atmosférica e a composição do líquido do oceano. Mexer em qualquer uma destas variáveis altera o comportamento - por vezes de formas surpreendentes, até para especialistas.

Prever ondas em planetas alienígenas

Recentemente, investigadores desenvolveram um modelo que junta todos esses elementos num só enquadramento. Chamaram-lhe PlanetWaves e trata-se da primeira ferramenta capaz de simular por completo como as ondas nascem e crescem em diferentes planetas.

O PlanetWaves não se limita à gravidade. O modelo incorpora também a espessura da atmosfera e as características do próprio líquido, incluindo a sua densidade e viscosidade.

“Na Terra, habituamo-nos a certas dinâmicas das ondas”, disse o autor do estudo Andrew Ashton, cientista associado na Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e docente no Programa Conjunto MIT-WHOI.

“Mas, com este modelo, conseguimos ver como as ondas se comportam em planetas com líquidos, atmosferas e gravidade diferentes, o que pode, de certa forma, desafiar a nossa intuição.”

O trabalho, liderado pela estudante de pós-graduação Una Schneck e por colegas do MIT, abre uma janela para locais onde ainda não conseguimos ir. Ao mesmo tempo, ajuda a interpretar formações que já observámos, mas que permanecem sem explicação completa.

As ondas moldam mais do que água

As ondas não servem apenas para deslocar água. Ao longo do tempo, redesenham margens, transportam sedimentos e podem até reorganizar a configuração de regiões inteiras. Na Terra, contribuem para esculpir praias e para formar deltas onde os rios encontram o mar.

“Houve tentativas no passado para prever como a gravidade vai afectar as ondas noutros planetas”, afirmou Schneck. “Mas não quantificam outros factores, como a composição do líquido que está a gerar as ondas. Esse foi o grande salto deste projecto.”

A equipa quis perceber, desde a base, o que desencadeia uma onda. “Imagine um lago completamente imóvel”, disse Ashton. “Estamos a tentar perceber a primeira lufada que vai criar as primeiras ondulações pequeninas, até chegar a uma onda oceânica completa.”

As ondas gigantes e lentas de Titã

Titã destaca-se por ser o único lugar, além da Terra, onde se sabe que existe actualmente líquido estável à superfície. Só que os seus lagos não são de água: estão cheios de metano e etano, substâncias com comportamentos muito diferentes.

“Em qualquer sítio onde haja uma superfície líquida com vento a soprar por cima, existe potencial para gerar ondas”, disse Taylor Perron, professor de Ciências da Terra, Atmosfera e Planetárias no MIT.

“Em Titã, o aspecto tentador é que não temos qualquer observação directa do aspecto destes lagos. Por isso, não sabemos ao certo que tipo de ondas pode existir lá. Agora, este modelo dá-nos uma ideia.”

Segundo o modelo, a gravidade mais baixa de Titã e os seus líquidos menos densos facilitam o crescimento das ondas. Mesmo um vento fraco pode produzir ondas até cerca de 3 metros de altura.

E não rebentam depressa como as ondas do oceano na Terra. Em vez disso, propagam-se de forma mais lenta, quase como se o tempo estivesse “esticado”.

“Parece uma espécie de ondas altas em câmara lenta”, disse Schneck. “Se estivesse na margem deste lago, talvez só sentisse uma brisa suave, mas veria estas ondas enormes a avançar na sua direcção, o que não é o que esperaríamos na Terra.”

Planear a exploração em mares alienígenas agitados

Estas conclusões não são apenas uma curiosidade científica. Podem influenciar a forma como exploramos outros mundos. Se, um dia, uma sonda pousar nos lagos de Titã, terá de lidar com ondas grandes e lentas.

“Seria preciso construir algo que conseguisse suportar a energia das ondas”, disse Schneck. “Por isso, é importante saber que tipo de ondas estes instrumentos iriam enfrentar.”

Projectar para estas condições pode exigir materiais mais resistentes ou geometrias diferentes para manter as sondas estáveis à superfície.

De Marte a mundos de lava distantes

O PlanetWaves não se fica por Titã. O modelo também recua no tempo até Marte, onde grandes bacias poderão ter contido água. À medida que o planeta perdeu atmosfera, a pressão do ar diminuiu.

Com essa alteração, tornou-se mais difícil para os ventos criarem ondas - seriam necessários ventos mais fortes para agitar a superfície.

Fora do Sistema Solar, as diferenças podem ser ainda mais extremas. Num planeta grande como o LHS 1140 b, uma gravidade mais intensa mantém as ondas menores, mesmo com a mesma força de vento que na Terra. Num mundo semelhante a Vénus, com líquidos espessos e densos, as ondas quase não chegam a formar-se.

E há ainda o 55 Cancri e, um planeta que se pensa poder ter oceanos de rocha fundida. Nesse cenário, mesmo ventos a cerca de 129 km/h mal levantariam ondulações: o líquido seria demasiado espesso e pesado para se mover com facilidade.

Repensar as costas em mundos alienígenas

Este tipo de modelação pode ajudar a resolver questões que intrigam os cientistas há anos. Um exemplo é a linha de costa de Titã. Ao contrário da Terra, apresenta muito poucas formações de delta, apesar de haver rios a desaguar nos seus lagos.

“Ao contrário da Terra, onde muitas vezes há um delta no local onde um rio encontra a costa, em Titã existem muito poucas coisas que se pareçam com deltas, apesar de haver muitos rios e costas. Poderão as ondas ser responsáveis por isto?”, disse Perron. “São estes os tipos de mistérios que este modelo nos vai ajudar a resolver.”

Compreender as ondas oceânicas noutros mundos pode parecer um passo pequeno. Mas, somado a outros avanços, contribui para uma imagem mais nítida de como os planetas evoluem e de como diferem daquele que conhecemos melhor.

O estudo completo foi publicado na revista Revista de Investigação Geofísica: Planetas.