Una mirada más cercana a los extraños volcanes de Io

Un montaje de Júpiter y su luna volcánica Io, tomada durante la nave espacial New Horizons, en ruta a Plutón, a principios de 2007. Observe la columna volcánica sobre la superficie oscura de Io. Imagen vía NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute / Goddard Space Flight Center / Cosmos.

Cuando escuchamos sobre volcanes, naturalmente tendemos a pensar en algunos de los más famosos de la Tierra, incluidos los volcanes hawaianos, Krakatoa o Mount St. Helens. La tierra es un lugar muy volcánicamente activo; Sin embargo, no es el más activo en el sistema solar. Esa sería la luna de Júpiter Io.

En la Tierra, supimos por primera vez sobre los volcanes de Io hace casi 40 años, cuando la nave espacial Voyager 1 de la NASA pasó junto a esta luna joviana. Ahora, los científicos han completado un nuevo informe exhaustivo revisado por pares sobre los volcanes de Io, publicado por primera vez en The Astrophysical Journal el 21 de junio de 2019, basado en observaciones terrestres. El informe cubre cinco años de observaciones desde 2013-2018, utilizando instrumentación avanzada en los telescopios Keck y Gemini.

Los científicos ya sabían cuán volcánicamente activo es Io. Su superficie está salpicada de cientos de volcanes activos, a pesar del pequeño tamaño de esta luna y su ubicación en la órbita de Júpiter, mucho más lejos del sol que la Tierra, en una parte mucho más fría del sistema solar. El nuevo estudio muestra, nuevamente, que Io está esencialmente en erupción continua, y también revela algunos misterios nuevos. En otras palabras, casi 40 años después del descubrimiento trascendental de la Voyager 1, los volcanes de Io no se están comportando exactamente como esperaban los científicos.

Por ejemplo, hay volcanes en los lugares "equivocados", y las erupciones más grandes se limitan principalmente a un solo hemisferio en Io. Y Loki Patera, una caldera de 8, 100 millas cuadradas llena de lava y el volcán más activo de Io, es un enigma en sí mismo.

La nave espacial Galileo de la NASA obtuvo esta vista de Io el 19 de septiembre de 1997, a una distancia de más de 310, 000 millas (500, 000 km). En esta imagen, los depósitos de escarcha de dióxido de azufre aparecen en tonos blancos y grises, mientras que los tonos amarillentos y amarronados se deben probablemente a otros materiales sulfurosos. Los materiales rojos brillantes y las manchas oscuras con bajo brillo marcan las áreas de actividad volcánica reciente y generalmente se asocian con altas temperaturas y cambios en la superficie. Imagen vía NASA / JPL / University of Arizona / Sci-News.com.

Un volcán en erupción en Io, visto por la nave espacial Galileo de la NASA en noviembre de 1997. Imagen a través de NASA / JPL / University of Arizona / NASA Science | Solar System Exploration.

También se cree que los tipos de erupciones que ocurren ahora en Io son similares a los de la Tierra cuando era mucho más joven. Como Ashley Davies, una vulcanóloga del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, dijo simplemente:

Es una ventana al pasado de la Tierra.

Loki Patera, la fuente del 10 por ciento de la producción de calor de Io, muestra un patrón extraño de brillo y atenuación. El patrón se encontró combinando datos antiguos y nuevos, y se repite aproximadamente cada 460-480 días, lo que es consistente con variaciones repetidas en la órbita elíptica de Io. Pero el patrón no siempre es consistente. Se pronosticó una erupción para mayo de 2018, y sucedió, pero luego los científicos predijeron otra gran erupción en septiembre de este año, y llegó temprano, a principios de julio, y terminó solo unos días después. Como señaló Julie Rathbun, científica del Instituto de Ciencia Planetaria:

¡Tenemos que dejar de nombrar las características de los dioses del embaucador!

Los científicos aún no están seguros de por qué Loki Patera se ilumina y atenúa la forma en que lo hace, pero puede tener algo que ver con un lago de lava cercano que se regenera. Cuando partes del lago de lava se enfrían, se hunden debajo de la superficie, posiblemente desencadenando un patrón de onda progresivo y amplio que se ve en la superficie. Wow ... si?

Otro misterio es por qué las erupciones más grandes tienden a ocurrir en el hemisferio posterior de Io, ya que orbita a Júpiter. ¿Por qué esta disparidad?

Io es solo un poco más grande que nuestra luna y Europa. Imagen a través del péndulo de Galileo.

Además, los modelos informáticos predijeron que los volcanes de Io deberían concentrarse cerca de los polos o cerca del ecuador. Pero eso no es lo que se ve, por lo que hay un desajuste inexplicable.

Los científicos tampoco saben cómo es realmente el subsuelo de Io. Se ha teorizado que hay un océano subterráneo de magma, pero en realidad puede haber bolsas de magma, o incluso una capa de esponja llena de líquido.

Las erupciones volcánicas de Io también pueden ser muy poderosas, con una explosión que a veces hace que el brillo de la luna se duplique. Pero eso en sí mismo es otro misterio. Katherine de Kleer, científica del Instituto de Tecnología de California, vio a tres de ellos en solo dos semanas en 2013, pero luego nada durante los próximos cinco años:

Eso es raro. ¿Dónde están?

La rareza de los volcanes de Io es una oportunidad para comprender no solo la propia luna joviana, sino también el vulcanismo en otros cuerpos del sistema solar, incluida la Tierra. Como señaló Alfred McEwen, geólogo planetario de la Universidad de Arizona:

La historia de la vulcanología es que miras los depósitos antiguos y te sorprendes. Entonces lo ves estallar, y luego te vas, Ah-ha, ahora entiendo.

Un mosaico de imágenes de la región polar sur de Io, de Voyager 1. Imagen a través de NASA / JPL / USGS / Universe Today.

Como Io está en erupción continua, su superficie está cubierta por flujos de lava de azufre nuevos y viejos, lo que le da un aspecto muy colorido y moteado. Esa superficie no tiene más de un par de millones de años como máximo en un momento dado, a pesar de que Io tiene unos 4.500 millones de años. Se ha descrito que la luna se está volviendo básicamente de adentro hacia afuera de manera continua, gracias a la poderosa gravedad de Júpiter que tira de su interior. Los flujos de lava pueden alcanzar los 3.000 grados Fahrenheit (1650 Celsius) de temperatura, aunque la temperatura de la superficie en promedio es de -202 grados F (-130 C). Esto se debe a que Io prácticamente no tiene atmósfera para atrapar el calor, al igual que nuestra propia luna.

Los volcanes de Io pueden ser una reminiscencia de los de la Tierra, pero parecen "bailar a su propia melodía" por así decirlo, comportándose de maneras inesperadas y desconcertantes. Io es un lugar muy extraño y extraño.

En pocas palabras: Io no solo es el cuerpo con mayor actividad volcánica del sistema solar, sino que sus volcanes también son algunos de los más inusuales. Este nuevo informe destaca los misterios más desconcertantes de Io.

Fuente: Actividad volcánica de Io a partir de observaciones de óptica adaptativa en el dominio del tiempo: 2013–2018

Vía National Geographic