Lagos e canais em Marte

O estudo da geografia de Marte possui um capítulo bastante curioso. Ele começou a ser escrito pelo astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli que em 1877 produziu o primeiro mapa detalhado da superfície do planeta. Utilizando um telescópio de 22 cm de diâmetro ele percebeu que a superfície possuía estruturas que lembravam canais e que ele denominou de canali. Essa denominação pode ser compreendida como uma estrutura produzida artificialmente e isso alimentou como comida altamente energética o imaginário de cientistas e escritores. O próprio Schiaparelli acreditava na existência de vida no planeta, como ele assinala de forma inequívoca no seu livro Vida em Marte: "estes canais são provavelmente o principal mecanismo pelo qual a água e a vida orgânica podem ser espalhar sobre a superfície árida do planeta". Mais tarde, o astrônomo estadunidense Percival Lowell, que se notabilizou pela busca de um planeta além de Netuno, com o auxílio de telescópios maiores fez uma série de estudos sobre o planeta, confirmando a existência dos tais canais (ver Figura 1 e Figura 2).

Figura 1: Mapa da superfície de Marte de acordo com o astrônomo Giovanni Schiaparelli (1877).

Figura 2: Mapas da superfície de Marte de acordo com o astrônomo Percival Lowell (1894).

Além disso, devido às mudanças sazonais que ocorrem em Marte, o que provoca mudanças de tonalidades em sua superfície, especulou-se que seriam provas da existência de vida. Entretanto, já em 1909, o astrônomo francês Camille Flammarion fez uma série de observações com um telescópio de 84 cm e não conseguiu enxergar os canais em sua superfície. Essa história tem outros fatos interessantes que não serão falados aqui, mas hoje se sabe com grande certeza que os canais eram apenas ilusões de óptica.

O tempo passou e após aproximadamente cem anos depois vários satélites foram enviados ao planeta Marte. Durante as revoluções em torno do planeta as imagens ajudaram a revelar muitos relevos de rios e lacustres no solo marciano, indicando um passado distante no qual a água era abundante em sua superfície (note-se que esses rios não são os canali dos astrônomos do século XIX). Embora os estudos geomorfológicos sugiram fluxo de água e sua acumulação em um passado mais quente e úmido, não é possível entender como foram mantidas as condições necessárias para existir um clima úmido persistente por no mínimo uns 100.000 anos [1]. Entretanto, a presença de uma rede de vales cortando os planaltos marcianos indicam o escoamento superficial de água da chuva ou de neve derretida, que cessou há cerca de 3,7 bilhões de anos, ou seja, num tempo em que a vida ainda não havia surgido na Terra. 

Um problema difícil de ser solucionado é a quantidade de água necessária para ter deixado essas marcas indeléveis no solo do planeta. Ou, sendo mais restrito no questionamento, quanta água líquida proveniente de chuva e de derretimento de neve estava disponível em cada estação chuvosa?

Dados obtidos por aqueles satélites que orbitam Marte mostram que existem mais de 400 paleolagos. Existem lagos fechados, ou seja, que apresentam as bordas bem preservadas, o que permite calcular o volume máximo de água acumulada no passado, e que é exatamente o volume do buraco deixado em sua superfície. Por outro lado, existem lagos abertos, isto é, lagos que mostram que no período de chuva, ele transbordava. De acordo com os autores da Ref. [1] existe ainda uma subclasse de lagos abertos e fechados que foram alimentados pelas águas da rede de lagos durante a sua formação.

A partir de imagens de satélite e topografia, os pesquisadores do estudo publicado na Ref. [1] examinaram 96 bacias de lagos em Marte que teriam se formado naqueles bilhões de anos atrás. Medindo esses lagos e suas bacias hidrográficas, foi possível mostrar a quantidade de chuva e de neve derretida necessária para encher as bacias intactas sem rompê-las, enquanto simultaneamente transbordava as bacias abertas. Nos casos em que uma bacia aberta e fechada eram alimentadas pelo mesmo rio, previu-se a precipitação máxima e mínima que poderia ter caído em um único evento. Em apenas uma tempestade, que pode ter durado dias ou mesmo milhares de anos, estimou-se que a precipitação em Marte ficou entre 4 e 159 metros, números realmente impressionantes.

Além disso, embora os efeitos sejam visíveis em todo o planeta, nem todas as áreas foram afetadas da mesma forma. Alguns lagos de bacia aberta estavam em regiões que seriam consideradas 'semi-áridas' na Terra, então provavelmente receberam menos água do que partes mais úmidas. Adicionalmente, os canais mais profundos que estão sendo direcionados aos lagos foram provavelmente escavados ao longo de várias chuvas, teriam inundado os lagos em diversas ocasiões. Isso não é consenso entre todos os estudiosos, alguns deles sugerem que os vales podem ter sido escavados também por outras causas, o que superestimaria o impacto do que esperaríamos da chuva. Dessa forma, o volume de chuva do passado pode não ser o correto. De todo modo, o estudo parece fornecer algumas boas sugestões sobre o passado do planeta. Certamente, o Perseverance e o rover chinês trarão novas informações a respeito desse instigante assunto. 

Referência:

[1] G.S. de Quay, T.A. Goudge, C.I. Fassett, Ancient Mars Had Planet-Wide Rainstorms So Intense They Breached Its Lakes, Geology 48 (12), 1189 – 1193 (2020).

Compostos de urânio

Há muito tempo li dois interessantes livros de divulgação científica sugeridos pelo saudoso Prof. Rubens de Azevedo e escritos por Rômulo Argentiere: 'Átomos para a Guerra' e 'Átomos para a Paz'. Encontrei-os em um sebo em Fortaleza lá pelos idos de 1979/1980, o que não foi tarefa difícil, haja vista que Argentiere foi um dos grandes divulgadores brasileiros de ciências do século passado [1]. Tratavam-se de explicações de como a energia nuclear poderia ser usada pela humanidade, trazendo benefício ou então, levando-a à destruição através de armas poderosíssimas. Mesmo sendo um livro de divulgação apresentava alguns aspectos técnicos que eu não compreendia. Entretanto, se destacava para mim, e acredito que para todos os leitores, o fato de que o urânio era um personagem central naquela história sobre a aplicação da radioatividade.

O urânio é o elemento químico natural com maior número atômico, 92, o que significa que no seu núcleo existem 92 prótons. Para manter a estabilidade desse núcleo é necessário um grande número de nêutrons. A maior parte do urânio existente é urânio-238 (99.27%), que contém 146 nêutrons, enquanto que em pequena quantidade existem o urânio-235 (0.72%), que contém 143 nêutrons e o urânio-234 (0,01%), que conta com 142 nêutrons. É possível também sintetizar vários outros isótopos de urânio com o núcleo contendo entre 125 e 150 nêutrons. A partir do urânio pode-se produzir o elemento químico plutônio através de uma reação onde o netúnio é um elemento químico intermediário. A equação abaixo ilustra essa reação [2]:

,

onde D representa o deutério, n representa um nêutron, e^- representa um elétron e n_e (com uma barra) representa um antineutrino do elétron.  

O urânio pode aparecer em diferentes estados de oxidação (III, IV, V, VI), o que permite que ele forme um grande número de compostos químicos. Na natureza, o urânio pode ser obtido a partir de diversos minerais. Um mineral que contém grande quantidade desse elemento químico é a plechebenda (UO₂, UO₃ + ThO₂, CeO₂) que é uma mistura de óxidos, e que após beneficiado se transforma no óxido de urânio (U₃O₈), um concentrado conhecido como yellowcake. É interessante lembrar que a partir da plechebenda, Pierre Curie e Marie Curie - num trabalho hercúleo de purificação - descobriram dois novos elementos químicos bastante radioativos, o polônio e o rádio. Outros minerais que também contêm urânio são a carnotita (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·2H₂O), a autunita (Ca(UO₂)₂ (PO₄)₂·nH₂O), o uranofan (CaO·UO₂·2SiO₂·6H₂O) e a cofinita, U(SiO₄)(OH)₄, entre outros.

Um aspecto interessante do urânio-238 é que a sua meia-vida é de 4,5 bilhões de anos. Isso significa que ele pode ser utilizado para fazer a datação de rochas muito antigas existentes no nosso planeta. Em outras palavras, dependendo da quantidade de urânio-238 presente numa rocha, pode-se determinar a sua idade.

O urânio (IV) é o estado de oxidação dominante de urânio na crosta terrestre. Ele é encontrado em grande quantidade na uraninita UO_2+d, e na cofinita, USiO₄, além também de minerais bastante raros, como a behounekita, U(SO₄) (H₂O)₄ [3]. Entretanto, o urânio (VI) é o mais estável; quando exposto à água, o urânio (VI) rapidamente forma o íon uranil UO₂²⁺. É importante destacar que em certas circunstâncias é desejável reduzir o U(VI) mais móvel do ponto de vista ambiental, para o menos móvel U(IV) de tal forma que se consiga a sua imobilização e deixe o ambiente mais protegido em relação à radiotoxidade [3].

É conhecido da literatura que há várias formas de se reduzir o U(VI) para o U(IV). Uma maneira bastante estudada é a redução fotoquímica do uranil. Na presença de álcoois, formatos e oxalatos, o urânio pode ser reduzido fotoquimicamente ao UO₂⁺ e ao U(IV). No caso particular dos sulfatos uranil, as unidades estruturais consistem em cadeias de poliedros uranil e tetraedros sulfatos. Os sulfatos uranil (IV) podem aparecer como estruturas em cadeia, estruturas em camada ou como estruturas do tipo framework [3]. A Figura 1 apresenta uma vista da estrutura cristalina do U₃H₂(SO₄)₇ (H₂O)₅.3H₂O, de acordo com a Ref. [3] e a Tabela 1 apresenta os parâmetros cristalográficos de diversos sulfatos de urânio.

Figura 1: Representação do cristal de U₃H₂(SO₄)₇ (H₂O)₅.3H₂O [3].

Tabela 1: Parâmetros cristalográficos de alguns cristais de sulfato de urânio [3].

O urânio também pode formar algumas soluções sólidas, por exemplo, com o tório. Sabe-se que o USiO₄ cristaliza-se numa estrutura tetragonal, sendo isoestrutural à zircônia (ZrSiO₄), ao hafnon (HfSiO₄) e à torita (ThSiO₄). Sob condições hidrotérmicas, o USiO₄ forma uma solução sólida com o ZrSiO₄ [4]. 

Uma maneira complementar de se estudar materiais de uma forma geral, e compostos de urânio em particular, é através de simulações computacionais que, eventualmente, podem revelar interessantes características. Uma das possíveis maneiras é através de cálculos de primeiros princípios, como o Density Funcional Theory (DFT). Nesses cálculos eventualmente surgem problemas quando se está abordando materiais com elétrons f. Isso pode introduzir erros graves e, por exemplo, predizer que muitos semicondutores apresentem estados metálicos. Como consequência, correções adicionais além do cálculo tradicional usualmente utilizados para a maioria dos outros elementos químicos tornam-se necessárias. Num estudo recente foram realizados cálculos em quatro substâncias que são importantes no campo de combustíveis nucleares, UC, UN, UO₂, and UCl₃, fornecendo informações sobre a dependência de estados metaestáveis nas propriedades físicas desses materiais [5]. A conjunção entre investigações experimentais e simulações computacionais é uma tendência forte no estudo dessa família de compostos, aliás, assim como na maioria das áreas das ciências de materiais.

Referências:

[1] P.V. Mauso, Por que Rômulo Argentiere foi tão importante para a ciência brasileira?, Super Interessante, 30/11/2002, atualizado 05/11/2016, https://super.abril.com.br/historia/romulo-argentiere/ (consultado em 14/05/2021).

[2] https://pt.wikipedia.org/wiki/Ur%C3%A2nio (consultado em 14/05/2021).

[3] L. Zhang et al., Inorg. Chem. 59, 5813 (2020).

[4] S. Labs et al., Environ. Sci. Technol. 48, 854 (2014).

[5] M.S. Christian et al., J. Phys. Chem. A 125, 2791 (2021).

Aplicação de nanomateriais

Nanomateriais são materiais construídos ou produzidos na escala nanométrica (um nanômetro é igual a 10^-9 m = 0,000000001 m). Existem diversas técnicas que podem ser utilizadas para fabricar esses materiais e nas últimas décadas eles têm sido utilizados com mais frequência devido a interessantes novas propriedades físicas e químicas que apresentam, quando comparados com a mesma substância em uma maior escala, não-nanométrica (que os cientistas denominam de bulk). 

Na verdade, alguns artesãos da Idade Média já trabalhavam com nanomateriais. Para modificar as cores dos vidros que formavam os vitrais das igrejas da Idade Média, os artistas adicionavam cloreto de ouro ao vidro fundido. Com essa metodologia eram criadas esferas de ouro com cerca de 25 nanômetros (nm), o que fazia com que a luz espalhada por elas fosse na cor vermelha. Se as esferas de ouro tivessem 50 nm, a cor obtida era o verde, e dependendo das suas dimensões outras cores poderiam ser obtidas. Obviamente, os artistas não sabiam da formação dessas nano-esferas, e nem tinham entendimento do que significava a escala nano, mas a experiência acumulada ao longo do tempo permitiu essa descoberta.

Vitral da Catedral de Lyon.

Na atualidade, os nanomateriais têm sido utilizados em aplicações tecnológicas relacionadas à geração e armazenamento de energia, em materiais lubrificantes, em sistemas de produção de biocombustíveis, em medicamentos, em diversas áreas da medicina (incluindo terapia anti-câncer e sensores para a análise de sangue), em cosméticos, na agricultura, na detecção de contaminantes de várias substâncias, em cerâmicas, além de diversas outras aplicações. Por conta disso, os nanomateriais já estão presentes em diversos produtos comerciais como cosméticos, tintas, eletrodomésticos e equipamentos.

Alguns exemplos clássicos de aplicação destes materiais são as nanopartículas de óxido de titânio e óxido de zinco, que quando adicionadas a protetores solares conseguem absorver a radiação ultravioleta, que de uma forma geral é prejudicial à pele dos seres humanos. Nanoemulsões, produzidas a partir de óleo, água e surfactantes, também têm sido utilizadas com bastante frequência em substâncias da indústria cosmética [1]. Outra aplicação interessante, entre várias outras, é o uso de nanomateriais como purificadores de água [2] e descontaminantes ambientais [3]. A descontaminação do ambiente tem como objetivos o tratamento do solo, da água de superfície, dos lençóis freáticos e do ar. A nano-descontaminação ambiental tem sido utilizada para a remoção de vários contaminantes de naturezas orgânica e inorgânica. A ideia geral é usar um nanomaterial reativo para transformar a substância tóxica presente no ambiente em uma substância menos agressiva [3, 4]. 

Muitos livros encontrados na literatura discorrem sobre esse tema fascinante, que são os nanomateriais. Esses livros e diversos tratados abordam tanto a ciência que explica os fenômenos relacionados com os nanomateriais, quanto a tecnologia que pode ser construída a partir deles. Uma busca rápida na grande rede mostra centenas de interessantes obras.

Está disponível online a partir de hoje a obra "Nanomaterials and Nanotechnology: Biomedical, Environmental, and Industrial Applications", publicada pela editora Springer. O livro, que teve a contribuição de diversos autores, trata de vários aspectos relacionados com a aplicação de biomateriais na biomedicina, no meio ambiente e na indústria. Ele foi editado por pesquisadores da Universidade Federal do Ceará (R.F. do Nascimento, P.B.A. Fachine e P.T.C. Freire) e da Universidade Estadual do Ceará (V.O. Sousa Neto). Mais informações sobre a obra podem ser obtidas no link: 

https://link.springer.com/book/10.1007/978-981-33-6056-3

Entre os vários assuntos abordados nesse livro estão: aplicação em medicina, biopolímeros, zeólitas magnéticas, nanomateriais para remediar contaminação de água, contaminantes de leite, indústria têxtil, terapia anti-câncer, células solares, interação de nanopartículas com sistemas biológicos, entre outros.

Consideremos, por exemplo, a aplicação de nanomateriais como adsorventes para determinadas aplicações no tratamento de água e de resíduos. Muitos nanomateriais possuem interessantes propriedades adsortivas, como a grande área superficial devido às suas pequenas dimensões, o que permite um aumento da capacidade de adsorção e boa atividade catalítica. Também devido às suas dimensões diminutas, os nanomateriais possuem grande mobilidade em meios aquosos, tornando-os potenciais adsorbentes para a remoção de diferentes poluentes como íons metálicos tóxicos, compostos inorgânicos e orgânicos e mesmo, bactérias.

Uma classe importante de adsorbantes nanoestruturados são os adsorbentes magnéticos, especialmente aqueles contendo óxidos de ferro nanoestruturados que têm a finalidade de resolver alguns problemas relacionados ao meio ambiente. Por exemplo, zeólitas nanoestruturadas naturais ou nanopartículas de magnetita têm sido utilizadas há algum tempo na fotodegradação e remoção de corantes do ambiente, mostrando grande eficiência na purificação da água e na separação de poluentes tóxicos [5]. A síntese dos compósitos magnetita-zeolita pode ser conseguida através de diversas metodologias. O método mais comum consiste na incorporação de nanopartículas de magnetita sobre a superfície da zeólita, embora também seja possível a síntese de nanopartículas de magnetita dentro de cristais de zeólita. A maioria dos compósitos magnetita-zeólita são produzidas pela primeira metodologia, que apresenta várias vantagens como a simplicidade e o custo relativamente baixo. A desvantagem possível através desse método é que as partículas sobre a superfície das zeólitas podem ser oxidadas, perdendo parte de suas propriedades magnéticas. Estudos com a zeólita magnética NaY indicam que ela possui uma boa capacidade de remoção de íons metálicos tóxicos Cd2+ e Cu2+ do solo e da água. Por outro lado, a síntese de zeólitas magnéticas pela introdução de nanopartículas nos cristais de zeólitas é um método um pouco mais complexo. As nanopartículas magnéticas devem se acomodar dentro dos cristais de zeólitas e a síntese dessas últimas deve ser feita na presença do material magnético [5].

Outra aplicação de nanomateriais ocorre na agricultura. Essa utilização tem crescido nos anos recentes devido à necessidade de desenvolvimento sustentável. Assim, nanomateriais sevindo como fertilizantes e pesticidas usados em solos para controlar nutrientes, proteger de pestes e descontaminar a água são relevantes para se aumentar a produtividade associada a uma menor degradação do meio ambiente.

No que diz ao tratamento de água, a nanotecnologia tem trazido interessantes respostas a problemas gerados pela poluição [6]. Nesse sentido, nanomateriais são produzidos com propriedades físico-químicas úteis para a remoção ou a eliminação de poluentes da água. São, portanto, úteis nos processos de reciclagem de água, sendo utilizados na adsorção e separação, na detecção e no monitoramento, na desinfecção e na catálise. Os óxidos metálicos constituem uma importante classe de nanomateriais devido principalmente às suas características catalíticas, sensitividade e atividade seletiva. Os nanomateriais à base de cobre também são materiais de grande importância devido às suas propriedades químicas, elétricas e térmicas. Nanomateriais com cobre têm se mostrado eficiente e uma alternativa de baixo custo para o tratamento de efluentes. Vários métodos foram desenvolvidos nos últimos tempos para se obter esse tipo de material como redução química, decomposição térmica, microondas, entre outros. Assim, foi possível, por exemplo, utilizar cobre de valência zero na remoção de nitratos de águas de superfície. O cobre de valência zero também foi utilizado na degradação do metil laranja presente na água. Nanomateriais à base de ferro também têm sido utilizados na descontaminação de água, principalmente pelo fato de que ferro de valência zero tem sua reatividade aumentada quando ele é nanoestruturado. Os mecanismos envolvidos compreendem a redução, a adsorção, a precipitação/co-precipitação, além de outros efeitos em nanoescala. Obviamente, para a compreensão desses fenômenos, diversas técnicas experimentais são utilizadas, como a técnica XPS, que mostra a composição química e os estados dos metais na superfície dos materiais.

No que diz respeito à aplicação na medicina, existe uma gama de possibilidades. Nanopartículas poliméricas - usando-se polímeros naturais, sintéticos ou semi-sintéticos (proteínas, celulose, quitosana; polianidritos alifáticos; alginatos, etc) podem ser utilizados em nanosistemas carregadores de fármacos. A escolha do polímero a ser utilizado, em geral, dependerá das características físico-químicas do fármaco a ser encapsulado, como a polaridade. Nanotubos de carbono já foram estudados com a finalidade de também serem utilizados como carregadores de fármacos, embora a sua alta toxicidade tem impedido a sua ampla utilização. As nanopartículas de ouro, por seu turno, se destacam como nanopartículas metálicas com aplicação na medicina por serem inertes e bastante estáveis frente à oxidação. Nanopartículas de prata são utilizadas como agentes antimicrobianos e como carregadores de fármacos. Devido à sua relativa toxidade em relação às células humanas, há a necessidade das nanopartículas de prata serem recobertas com polímeros apropriados [7].

Nessa rápida discussão é possível perceber que o campo de aplicação das nanopartículas é muito amplo. O conhecimento a ele associado está se expandido de uma maneira bastante rápida. Durante a próxima década é possível que espetaculares avanços e descobertas sejam conseguidos. 

[1] G.J. Nohynek, J. Lademann, C. Ribaud, M.S. Roberts, Crit. Rev. Toxicol. 37, 251 (2007).

[2] Y. Chen, J.C. Crittenden, S. Hackney, L. Sutter, D.W. Hand, Environ. Sci. Technol. 39, 1201 (2005).

[3] V.O. Sousa Neto, P.T.C. Freire, R.F. Nascimento, Ground remediation using nanomaterials, in: Nanomaterials Applications for Environmental Matrices: Water, Soil and Air, Ed. R.F. Nascimento, O.P. Ferreira, A.J. Paulo, V.O. Sousa Neto, Elsevier 2019, Chap. 12, p. 381-402.

[4] V.O. Sousa Neto, P.T.C. Freire, R.F. Nascimento, Removal of pesticides and volatile organic pollutants with nanoparticles, in: Nanomaterials Applications for Environmental Matrices: Water, Soil and Air, Ed. R.F. Nascimento, O.P. Ferreira, A.J. Paulo, V.O. Sousa Neto, Elsevier 2019, Chap. 13, p. 405-426.

[5] C.B. Vidal et al., Magnetite-zeolite nanocomposite applied to remediation of polluted aquaatic environments, in: Nanomaterials and Nanotechnology: Biomedical, Environmental, and Industrial Applications, Ed. R.F. Nascimento, V.O. Sousa Neto, P.B.A. Fechine, P.T.C. Freire, Springer 2021, Chap 3, p. 69-94.

[6] V.O. Sousa Neto et al., Progress and challengers of nanomaterials in water contamination, in: Nanomaterials and Nanotechnology: Biomedical, Environmental, and Industrial Applications, Ed. R.F. Nascimento, V.O. Sousa Neto, P.B.A. Fechine, P.T.C. Freire, Springer 2021, Chap 7, p. 217-238.

[7] L.C.C. Fernandes et al., Nanotechnology: concepts and potential applications in medicine, in: Nanomaterials and Nanotechnology: Biomedical, Environmental, and Industrial Applications, Ed. R.F. Nascimento, V.O. Sousa Neto, P.B.A. Fechine, P.T.C. Freire, Springer 2021, Chap 3, p. 1-39.

Superfície de Marte

       Existem diversas evidências de que grandes modificações na superfície do planeta Marte sejam devidas ao movimento de gelo ou materiais contendo gelo, principalmente em médias latitudes. Estudos realizados há algum tempo pela nave orbital Viking identificaram formas geomórficas que foram interpretadas como sendo oriundas de fluxo viscoso de materiais ricos em gelo. Supõe-se inclusive que deva existir gelo quase puro, sem muita impureza, debaixo de detritos [1]. 

       Para continuar a discussão é interessante citar os principais períodos geológicos de Marte, quais sejam, Pre-Noachian, Noachin, Hesperian e Amazônico (que ainda é subdividido em Recente, Médio e Antigo). O período Amazônico é o período atual e se estende até cerca de 3 bilhões de anos atrás. Esse período tem o seu nome originado da Planície Amazônia (Amazonis Planitia), que é uma região da superfície marciana com um número pequeno de crateras. 

          Acredita-se que o grau de preservação de depósitos de gelo variem nas latitudes médias de acordo com a própria latitude, a elevação e a topografia. No artigo da Ref. [1], por exemplo, os autores investigam Detalhes de Fluxo Viscoso (Viscous Flow Features, VFF) na parte noroeste do Nereidum Montes, que fica localizado em latitudes médias do hemisfério sul. Os autores procuram entender quatro aspectos principais: (1) o porquê dessa região possuir uma grande concentração de VFF; (2) qual é a concentração de gelo; (3) quando e como eles foram formados; (4) como esses VFF podem ser comparados com aqueles de outras regiões.

Figura 1: Vista da planície Argyre e dos Nereidum Montes (coloração artificial, Ref. [1]).

         O Nereidum Montes é um arco montanhoso com elevações que chegam até 4000 m. No trabalho da Ref. [1] os autores utilizaram diversos equipamentos, como o High Resolution Imaging  Science Experiment (HiRISE) para imagens detalhadas do mapeamento geomorfológico; o MRO Shallow Radar (SHARAD) para análise da subsuperfície e o MGS, o MOLA e o DEM para análise topográficas. Os estudos por mapeamento e radar indicam que o Nereidum Montes pode ser uma das regiões mais ricas em gelo nas latitudes médias marcianas no hemisfério sul Modelos sugerem que a deposição de gelo no Nereidum Montes provavelmente ocorreu na Época Amazônica Recente (Late Amazonian) durante período de alta obliquidade, enquanto que o seu escorregamento, que deixou marcas VFF no terreno, ocorreu há poucos milhões de anos. Os autores da Ref. [1] acreditam que devido ao grande número dessas marcas na região do Nereidum Montes, ele contenha uma provisão de gelo potencialmente maior do que em outras regiões de altas concentrações.

           Muitos esforços já foram realizados para se obter um entendimento acerca do planeta Marte de uma forma mais aprofundada. Em 1971 a espaçonave Mariner 9 orbitou o planeta. Em 1975, através das missões Viking, um equipamento foi colocado na superfície do planeta. Em 2018, existiam seis diferentes satélites orbitando o planeta (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Express, Mars Odyssy, Mars Atmosphere and Volatile Evolution, Mars Orbiter Mission and ExoMars Trace Gas Orbiter). Para obter dados sobre o planeta vermelho foram enviados veículos robôs (rovers) que coletaram uma grande gama de imagens e informações. Um deles foi o Spirit, que pousou na cratera Gusev e ficou ativo entre 03 de janeiro de 2004 e 22 de março de 2010. Outro foi o Opportunity, que aterrisou no Meridiani Planum em 25 de janeiro de 2004 e ficou ativo até 10/06/2018, quando ficou encoberto por uma tempestade de poeira, danificando as suas baterias. O terceiro foi o Mars Science Laboratory Curiosity (que pousou na cratera Gale e operou entre 2012 e 2019), todos da Nasa. À propósito, diversas belas imagens da superfície do planeta obtidas pelo Opportunity e pelo Curiosity podem ser vistas no YouTube, utilizando-se o seguinte endereço: https://www.youtube.com/watch?v=ZEyAs3NWH4A.   

           No artigo da Ref. [2] os autores fazem uma revisão dos estudos sobre o clima de Marte próximo à superfície, com ênfase nos ciclos de poeira, CO2 e água e o impacto sobre as condições termodinâmicas próximas da superfície. Alguns dos parâmetros fornecidos: opacidade da atmosfera, pressão atmosférica, temperatura do ar próximo à superfície, temperatura do solo, velocidade e direção do vento próximo à superfície, humidade relativa do ar próximo à superfície e quantidade de vapor d'água. Numa escala global, a circulação atmosférica marciana sofre forte influência da sublimação e deposição sazonal de gás carbônico a altas latitudes. A inclinação do planeta (25,2 graus) e a grande excentricidade (e=0,0934) da órbita faz com que o hemisfério sul tenha verões mais quentes e curtos e invernos mais frios e longos do que o do hemisfério norte. Além do ciclo do CO2, o ciclo de poeira tem um forte impacto na atmosfera marciana. Grandes quantidades de poeira são transportadas na atmosfera de Marte. As tempestades de poeira mais fortes ocorrem durante a primavera e o verão do hemisfério sul [3]. Acrescenta-se que eventos regionais de poeira também acontecem durante a primavera e o verão do hemisfério norte, mas eles são menos eficientes no aumento da opacidade de poeira do que os seus equivalentes do hemisfério norte. Marte também apresenta um forte ciclo H2O sazonal no qual a água é trocada entre a superfície e a atmosfera através de diversos processos, e então redistribuído na atmosfera. Os reservatórios de água sazonal incluem gelo de água nas calotas polares, gelo superficial ou subsuperficial em regiões de altas latitudes e possivelmente soluções salinas líquidas sob a superfície.

        No que diz respeito à pressão atmosférica de Marte, os pesquisadores apontam que muitos processos definem as variações da pressão em sua superfície. Em escalas de tempos longas, denominadas escalas sazonais, variações na massa atmosférica devido à condensação e sublimação sazonal das calotas polares, composta principalmente por CO2, produz grande variação de pressão [2]. Em escala de dias a meses, a circulação tropical e ondas estacionárias são fatores dominantes na variação desse parâmetro. Há também modificações na pressão em escalas de tempo diurna e em escalas de tempo variando entre uns poucos segundos a alguns minutos. O valor da pressão atmosférica em Marte varia entre 650 e 1050 Pa [2], ou seja, cerca de 1% da pressão atmosférica da Terra (101,3 kPa). No que diz respeito à água, há grandes reservatórios dessa substância como gelo e vapor em Marte, embora água líquida pura seja improvável de ser encontrada sobre a superfície do planeta. Entretanto, a presença de gelo de água sob a superfície em latitudes médias e em regiões polares e também a existência de percloratos nos solos polares e equatoriais pode permitir que ele liquefaça o gelo marciano em algumas situações, produzindo água salgada líquida [2].

          Essas e muitas outras informações foram obtidas a respeito da superfície de Marte com o uso de diversos equipamentos colocados na sua superfície, como comentado anteriormente, bem como de dados obtidos por diversos satélites que circulam em órbita do planeta. Brevemente, novos dados estarão disponíveis através da missão Perseverance. Hoje, 18/02/2020, chegou à Marte, mais precisamente na cratera Jezero - que possui 40 km de diâmetro e 500 m de profundidade - o rover Perseverance, que foi lançado da Terra em 30/07/3030. Esse equipamento fornecerá informações ainda mais precisas sobre a constituição do planeta, em particular fazendo testes delicados sobre a existência ou não de vida. Entre os equipamentos, estará um espectrômetro Raman, que fará análise do solo e tentará encontrar evidências de matéria orgânica sob a superfície do planeta. A primeira foto da superfície, tirada há poucos minutos, é apresentada abaixo.

Figura 2: Primeira foto da superfície marciana tirada pela Perseverance, há poucos minutos (18/02/2021). [Hello, world. My first look at my forever home. #CountdownToMars].

[1] D.C. Berman, F.C. Chuang, I.B. Smith, D.A. Crown, Ice-rich landforms of the southern mid-latitudes of Mars: A case study in Nereidum Montes, Icarus 355, 114170 (2021).

[2] G.M. Martínez et al., The modern near-surface Martian climate: a review of in-situ meteorological data from Viking to Curiosity, Space Science Reviews 212, 295 - 338 (2017).

[3] L. Montabone, F. Forget, E. Millour, R.J. Wilson, S.R. Lewis, D. Kass, A. Kleinboehl, M.T. Lemmon, M.D. Smith, M.J. Wolff, Eight-year climatology of dust optical depth on Mars. Icarus 251, 65–95 (2015).

Paleoambiente: um exemplo

Espectroscopia e Paleontologia

Em um texto anterior mostramos que a espectroscopia Raman e a difração de raios-X podem auxiliar no entendimento de fósseis e do ambiente em que eles foram gestados. Vamos nessa postagem mostrar um exemplo de interpretação paleoambiental obtida a partir de dados de espalhamento Raman e fluorescência de raios-X. Aqui vamos dar o exemplo de um estudo de paleoambiente por meio de um trabalho recente publicado sobre o registro fóssil de duas formações: Irati, no Brasil, e Mangrullo, no Uruguai [1]. Para a análise realizada nesse trabalho foram estudados ossos de vertebrados do Período Permiano.

Os fósseis analisados, mesosauros, constituem uma pequena linhagem de aminiotas composto por três taxa: Brazilosaurus sanpauloensis, Stereosternum tumidum e Mesosaurus tenuidens. Esse animais viveram durante o Kunguriano (283.5 - 275.9 Ma) num mar conhecido como Mar Whitehill-Irati. Na verdade, tratam-se de cinco exemplares (fósseis com as suas respectivas rochas sedimentares) pertencentes à Coleção de Paleovertebrados do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 

Figura 1: Fósseis do Período Permiano analisados no trabalho da Ref. [1].

Usando a técnica de fluorescência de raios-X foi possível determinar os principais elementos químicos formadores do sedimento e dos ossos fósseis. Já com o uso da técnica de espectroscopia Raman descobriu-se as principais substâncias contidas nos ossos e nos sedimentos respectivos. Em particular, foi possível identificar nas amostras, em diferentes quantidades, o carbonato de cálcio, o quartzo, o carbono amorfo e, eventualmente indícios da existência de modos vibracionais associados aos grupos fenil e ao CC e ao CH.

A análise mostrou ainda que dos elementos que enriquecem os ossos apenas o Ce3+ pode substituir os sítios de Ca(VIII), enquanto o La3+ e o Nd3+, entre outros, pode substituir o Ca(IX). Devido à quantidade de Sr, pode-se supor que o ambiente no qual o fóssil se depositou era ligeiramente ácido (na verdade o ambiente poderia estar entre ácido e levemente básico se fosse levado em consideração apenas o Sr). Já a análise das quantidade de Ce e Eu indicam que o ambiente de S1 era redutível e o ambiente de S3 era levemente oxidativo. Da análise Raman também se estabeleceu que matéria orgânica pode estar presente em fósseis em concentrações relativamente baixas ou moderadas.

Quando se comparam os dados obtidos é possível notar que as amostras S1 e S5 possuem similaridades, da mesma foram que as amostras S3 e S4. Esse fato permitiu sugerir linhas paleobatimétricas com um alinhamento SE-NW. A amostra S2 estaria fora do alinhamento das outras quatro, correspondendo a um paleoambiente raso e costeiro. Adicionalmente, com esse trabalho sugere-se que o ambiente de deposição da Formação Mangrullo seria mais profunda do que se imaginava anteriormente. Assim, utilizando-se as duas técnicas espectroscópicas, se forneceu um interessante quadro de uma formação do Período Permiano.

[1] L.C. Queiroz, T. Carlisbino, E.V.H. Agressott, A.R. Paschoal, P.T.C. Freire, B.C. Viana Neto, J.H. da Silva, Paleoenvironmental interpretations of Irati and Magrullo Formations (Permiano of Paraná Basin) based on rocks and fossil bones through spectroscopy techniques, Vibrational Spectroscopy 110, 103110 (2020).

Freeman Dyson

Faleceu hoje, aos 96 anos de idade, o físico inglês Freeman Dyson, que ficou conhecido por várias obras de divulgação científica e pelo seu trabalho em eletrodinâmica quântica, quando unificou as ideias de Sin-Itiro Tomonaga, Richard Feynman e Julian Schwinger.

Em sua obra Perturbando o Universo, Dyson mostra como ele se interessou pela ciência, ainda muito jovem, e enquanto o mundo se acabava numa guerra sem sentido ele resolveu estudar um livro de equações diferenciais, tendo ainda a tenra idade de 15 anos. Perturbando o Universo, aliás, é uma muito feliz tradução para o português do título original Disturbing the Universe. 'Perturbar' significa por um lado, incomodar, mexer com o que está quieto, mostrar que escolhas questionáveis do ponto de vista ético foram feitas; por outro lado, significa - para um físico como Dyson - realizar uma leve alteração num sistema físico e se obter um entendimento aproximado de um fenômeno complexo. Freeman Dyson, como cientista e como cidadão, incomodou e fez grandes descobertas.

Dyson realizou treinamento na Universidade de Cornell em 1947, quando ganhou uma bolsa de estudos para trabalhar com Hans Bethe durante 9 meses. No final deste treinamento, Dyson se aproximou de Richard Feynman e aprendeu com este a sua teoria da eletrodinâmica quântica. Nessa visão bastante particular de Feynman, repleta de representações pictóricas e cheia de intuições físicas diretas, "o elétron faz o que quiser. O elétron viaja no espaço e no tempo de todas as maneiras possíveis. Pode até voltar no tempo sempre que quiser" [1]. Na primavera de 1948 chegou às mãos de Bethe um artigo de S. Tomonaga, da Universidade de Toquio, "Sobre uma formulação relativisticamente invariante da teoria quântica dos campos de ondas", que expunha de uma maneira simples e lúcida, sem qualquer elaboração matemática - nas palavras do próprio Dyson - uma ideia geral sobre uma teoria quântica da eletrodinâmica.

Ao mesmo tempo, Julian Schwinger, da Universidade de Harvard, havia desenvolvido uma teoria matemática bem sofisticada do ponto de vista formal, que explicava o elétron sob a ótica de uma eletrodinâmica quântica. Por sorte, Freeman Dyson conseguiu um convite para participar no verão de 1948 de um curso na Universidade de Michigan, em Ann Arbor, no qual Schwinger exporia as suas ideias sobre a teoria recentemente inventada. Assim, Dyson teve a oportunidade de discutir detalhadamente o formalismo com o seu criador durante as cinco semanas do curso, após o qual percebeu que as teorias de Tomonaga, Feynman e Schwinger eram na verdade facetas diferentes da mesma concepção teórica. Ao terminar o curso de Schwinger e passar duas semanas sem pensar no problema, Dyson conta que "as imagens de Feynman e as equações de Schwinger começaram a se arrumar na minha mente com uma clareza que nunca tinham sido até então. Pela primeira vez, fui capaz de juntá-las. Durante uma hora ou duas, arrumei e rearrumei as partes. Agora sabia que elas combinavam. Não tinha lápis e papel, mas tudo estava tão claro, que não precisava anotar. Feynman e Schwinger estavam apenas vendo o mesmo conjunto de ideias de lados diferentes. Colocando os dois métodos juntos, era possível ter uma teoria da eletrodinâmica quântica que combinasse a precisão matemática de Schwinger e a flexibilidade de Feynman. E depois, finalmente, haveria uma teoria direta do campo intermediário. (...) Passei o resto do dia, enquanto olhava o sol se esconder na planície, delineando na cabeça o trabalho que escreveria quando chegasse a Princeton. O título seria "As teorias da radiação de Tomonaga, Schwinger e Feynman". Desse modo, estaria assegurando que Tomonaga teria a sua porção de glória" [1].

Após essa revelação, Dyson viajou para Princeton, para trabalhar com Robert Oppenheimer. Dyson conta que mostrou o trabalho para Oppenheimer, mas este passou várias semanas sem fazer nenhum comentário. "Eu esperava que ele fosse por o meu trabalho de lado, por ser meramente não-original, uma mera sombra de Schwinger e Feynman. Pelo contrário, ele o achou fundamentalmente no caminho errado. [...] Tinha de algum modo se convencido durante sua estada na Europa, de que a física estava precisando de ideias radicalmente novas, e que essa eletrodinâmica quântica de Schwinger e Feynman era apenas uma outra tentativa desorientada de remendar velhas ideias com que minha luta pelo reconhecimento seria muito mais interessante. Ao invés de discutir com Oppenheimer sobre os méritos duvidosos de meu próprio trabalho,, eu estaria lutando pelo programa inteiro da eletrodinâmica quântica - pelas ideias de Feynman, Schwinger e também as de Tomonaga."

Após convencer o grande Oppenheimer da validade de suas ideias, Freeman Dyson foi contratado pelo Instituto de Estudos Avançados de Princeton, no qual ficou até se aposentar, e mesmo depois. Dyson não ficou restrito à física teórica, mas trabalhou em vários problemas relacionados à matemática pura, à engenharia nuclear, à tecnologia, à astronáutica e à astronomia.

Para encerrar essas poucas linhas em homenagem à Dyson, reproduzimos a seguir uma pequena parte do último capítulo do seu Perturbando o Universo no qual ele, em 1979, discorre sobre a possibilidade de existir uma substância invisível mantendo as galáxias unidas tais como elas se nos apresentam aos telescópios. É interessante notar que nessa época não era comum se falar na possibilidade de existência de substâncias misteriosas como a matéria escura e a energia escura, que algumas décadas depois se tornariam temas centrais de investigação no ramo da astronomia. Eis o texto de Dyson: "Hoje dei uma palestra sobre matemática, somente para peritos. Sou um astrônomo teórico mais à vontade com lápis e papel que com um telescópio. Para mim, uma galáxia não é somente uma grande agregação de estrelas no céu; é um conjunto de equações diferenciais com soluções que se comportam de modos que ainda não entendemos. Falei hoje sobre as equações que se espera descrevam a dinâmica das galáxias. Há aqui um mistério. Quando resolvemos as equações num computador, as soluções mostram as estrelas caindo solidamente em padrões de movimento variáveis. Quando olhamos para verdadeiras galáxias no céu, não vemos estes padrões. Na ciência, uma discrepância deste tipo é sempre um indício importante; significa que algo essencial foi omitido, que alguma coisa nova espera ser descoberta. No caso das galáxias, a discrepância tem duas explicações possíveis. Ou nossa matemática está errada, ou as galáxias são mantidas fixas por alguma concentração enorme de matéria que é invisível aos nossos telescópios. Sustentava esta segunda alternativa. Creio que a matemática esteja certa e que a substância invisível deva estar lá" [1].

Referência:
[1] F. Dyson, Perturbando o Universo, Ed. Universidade de Brasília, Brasília: 1981.

Missão Júpiter

O planeta Júpiter é um dos mais belos objetos celestes vistos da Terra. Certamente foi admirado pelos seres humanos desde que estes olharam para o céu noturno. Júpiter é de longe o maior planeta do Sistema Solar e é incrível que os antigos, incluindo os gregos e romanos, tenham dado para ele o nome do mais importante deus de suas religiões. De fato, dificilmente esses povos sabiam que Júpiter, com exceção do Sol fosse o maior astro do nosso sistema planetário. 

Além de aspectos físicos interessantes relacionados à Júpiter que mostraremos em várias postagens, o planeta tem uma particularidade histórica bastante relevante. Em 1610, quando Galileu Galilei apontou o telescópio para o planeta, descobriu que havia quatro satélites que giravam em torno dele, ou seja, pela primeira vez constatava-se de uma forma precisa que existiam astros que não giravam em torno da Terra. Como consequência, uma demonstração contundente contrária ao sistema geocêntrico era apresentada. Os quatro satélites, Io, Europa, Ganimedes e Calisto, são por si só, mundos com características geológicas fascinantes, cujas principais características são discutidas em outros pontos.

Desde a década de 70 do século passado existem missão de satélites interplanetários para se investigar o planeta Júpiter e suas luas. Os primeiros foram a Pioneer 10, lançada em março de 1972, e a Pioneer 11, lançada em abril de 1973 (essa última, além de investigar Júpiter também tinha o objetivo e investigar o planeta Saturno). A Pioneer 10 chegou à órbita de Júpiter em dezembro de 1973 e a Pioneer 11, em dezembro de 1974, atingindo finalmente Saturno em setembro de 1979. Esses satélites artificiais tinham como objetivos, além de tirar fotos dos planetas e seus principais satélites, confirmar a existência da intensa magnetosfera de Júpiter, o que foi conseguido com sucesso pela Pioneer 10.

As próximas missões interplanetárias foram as Voyagers, também norte-americanas, constituída por duas naves. A Voyager 1, lançada em setembro de 1973, tinha como objetivo estudar Júpiter e Saturno, além das luas Io e Titã (na verdade, o objetivo era mais amplo). Já a Voyager 2, lançada em agosto de 1977, tinha como objetivo estudar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, tendo de fato realizado descobertas interessantes relacionadas a Urano, como a existência de um tênue anel, a descoberta de onze satélites naturais e o fato de que um dos polos do planeta aponta para o Sol.

No que diz respeito especificamente a Júpiter e seus satélites, a Voyager 1 os fotografou entre janeiro e abril de 1979. Entre as várias descobertas espetaculares das Voyagers destaca-se a intensa atividade vulcânica de Io, o satélite galileano mais próximo do planeta. Ainda como curiosidade sobre a missão Voyager 1, após a aproximação com Saturno estava previsto o sobrevôo aos planetas Urano e Netuno. Entretanto, devido à descoberta no ano anterior pela Pioneer 11 da existência de uma atmosfera em Titã [ver a postagem do blog Titã: um mundo estranhamente familiar, 22/03/2012], a Voyager 1 foi desviada para estudar esse satélite. Como consequência, a trajetória foi modificada e a nave saiu da eclíptica - o plano onde estão os planetas girando em torno do Sol - impedindo a visita aos outros dois planetas gasosos. Uma curiosidade a respeito do Voyager 1 é que nesse mês (fevereiro de 2020) está fazendo 30 anos que a nave, após completar a sua missão, recebeu comandos da NASA para virar a sua câmera em direção ao Sol e tirar uma fotografia dos planetas, incluindo aí a Terra. A foto do nosso planeta foi tirada em 14 de fevereiro de 1990, quando a nave encontrava-se a seis bilhões de quilômetros da Terra. Essa foto do nosso planeta ficou conhecida como "pálido ponto azul" (pale blue dot), tendo sido a denominação fornecida pelo astrônomo Carl Sagan, que foi um dos maiores incentivadores para que ela fosse obtida [1]. A foto [Figura 1] e a reflexão advinda dela pelo próprio Carl Sagan, ficaram famosas desde a década de 90 do século passado.

"Olhem de novo esse ponto. É aqui, é a nossa casa, somos nós. Nele, todos a quem ama, todos a quem conhece, qualquer um sobre quem você ouviu falar, cada ser humano que já existiu, viveram as suas vidas. O conjunto da nossa alegria e nosso sofrimento, milhares de religiões, ideologias e doutrinas econômicas confiantes, cada caçador e coletor, cada herói e covarde, cada criador e destruidor da civilização, cada rei e camponês, cada jovem casal de namorados, cada mãe e pai, criança cheia de esperança, inventor e explorador, cada professor de ética, cada político corrupto, cada "superestrela", cada "líder supremo", cada santo e pecador na história da nossa espécie viveu ali - em um grão de pó suspenso num raio de sol. A Terra é um cenário muito pequeno numa vasta arena cósmica. Pense nos rios de sangue derramados por todos aqueles generais e imperadores, para que, na sua glória e triunfo, pudessem ser senhores momentâneos de uma fração de um ponto. Pense nas crueldades sem fim infligidas pelos moradores de um canto deste pixel aos praticamente indistinguíveis moradores de algum outro canto, quão frequentes seus desentendimentos, quão ávidos de matar uns aos outros, quão veementes os seus ódios. As nossas posturas, a nossa suposta auto importância, a ilusão de termos qualquer posição de privilégio no Universo, são desafiadas por este pontinho de luz pálida. O nosso planeta é um grão solitário na imensa escuridão cósmica que nos cerca. Na nossa obscuridade, em toda esta vastidão, não há indícios de que vá chegar ajuda de outro lugar para nos salvar de nós próprios. A Terra é o único mundo conhecido, até hoje, que abriga vida. Não há outro lugar, pelo menos no futuro próximo, para onde a nossa espécie possa emigrar. Visitar, sim. Assentar-se, ainda não. Gostemos ou não, a Terra é onde temos de ficar por enquanto. Já foi dito que astronomia é uma experiência de humildade e criadora de caráter. Não há, talvez, melhor demonstração da tola presunção humana do que esta imagem distante do nosso minúsculo mundo. Para mim, destaca a nossa responsabilidade de sermos mais amáveis uns com os outros, e para preservarmos e protegermos o "pálido ponto azul", o único lar que conhecemos até hoje."

Figura 1: Fotografia da Terra obtida pela Voyager 1 em 14 de fevereiro de 1990, quando ela se encontrava a 6 bilhões de quilômetros do nosso planeta, e que ficou conhecida como Pálido Ponto Azul. A Terra aparece na faixa marron amarelada como um pequeno ponto.

Outra espaçonave que fez interessantes observações de Júpiter foi a Galileu. Lançada em 18 de outubro de 1989, ela entrou em órbita de Júpiter em 7 de dezembro de 1995, tendo realizado uma série de descobertas sobre o planeta e suas quatro maiores luas. Também conseguiu um feito inédito, qual seja, observar o mergulho de um cometa na atmosfera de Júpiter. Tratou-se do cometa Schoemaker-Levy 9, que se chocou com a atmosfera do planeta em julho de 1994. Em outra postagem discutimos esse acontecimento.

Inicialmente a sonda foi em direção ao planeta Vênus, chegando em 10 de fevereiro de 1990 a uma distância de 16000 km do referido planeta. Com essa aproximação a Galileu ganhou um empuxo, fazendo com que sobrevoasse a Terra em 8 de outubro de 1990 a 960 km de distância e depois, sobrevoasse o nosso planeta uma segunda vez em 29 de outubro de 1991, chegando a apenas 300 km de distância. Isso fez com que a Galileu obtivesse uma velocidade suficiente para dirigir-se à Júpiter [2]. Em 13 de julho de 1995, a Galileu enviou uma sonda atmosférica em direção ao planeta Júpiter. A sonda atmosférica mergulhou 600 km antes de ser esmagada pela atmosfera, sem entretanto encontrar terreno sólido. Descobriu-se que a atmosfera possui níveis de hélio, neônio, carbono, oxigênio e enxofre menores do que seria esperado [3]. Por outro lado, a densidade da atmosfera e temperatura revelaram-se serem maiores do que a expectativa. Durante 156 km da descida, vários instrumentos também revelaram a existência de fortes ventos, frio e calor intensos e fortes turbulências [3]. Alguns instrumentos revelaram altos níveis de gelo de amônia na atmosfera, mas uma quantidade irrisória de água. A Figura 2 apresenta um esquema da órbita de Galileu desde o seu lançamento até a finalização de sua missão em Júpiter.

Figura 2: Representação da órbita de Galileu desde o seu lançamento até o final da sua missão em Júpiter. Observe-se que inicialmente a nave foi direcionada para Vênus, quando foi estilingada de volta à Terra. Após passar próximo ao nosso planeta e visitar alguns asteroides aproximou-se novamente do nosso planeta e foi novamente estilingado, agora em direção à Júpiter onde cumpriu a sua missão [2].

[1] Uma curiosidade adicional sobre a Voyager 1. Em 28 de novembro de 2017, os engenheiros da missão enviaram um sinal até a espaçonave para ela acionar novamente os seus foguetes, o que ela fez com sucesso, após 37 anos que eles se mantiveram parados (a última vez havia sido no ano de 1980).
[2] Galileu - End of Mission, in https://web.archive.org/web/20110721053820/
http://solarsystem.nasa.gov/missions/docs/galileo-end.pdf  [consultado em 27/03/2020].
[3] Galileu Probe Science Results, in https://www2.jpl.nasa.gov/sl9/gll38.html [consultado em 27/03/2020].