Nuevo mapa revela los secretos de Ío, la luna más volcánica del sistema solar

Los científicos pueden decir con certeza dos cosas sobre Ío. Primero, esta luna más interna de Júpiter es el objeto más volcánico del universo conocido. Su superficie está adornada con tantas calderas que arrojan lava que parece una pizza de queso al horno; sus resplandecientes ríos de roca fundida se extienden sinuosamente de horizonte a horizonte; y sus interminables erupciones arrojan imponentes arcos de materia al vacío del espacio.

En segundo lugar, nadie sabe realmente la profundidad de las ardientes tuberías de este llamativo orbe. ¿Los volcanes de Ío se alimentan de depósitos justo debajo de su corteza, o se alimentan de alguna fuente de calor que brota desde mucho más profundo, cerca del furioso corazón de la luna? Resolver este misterio podría ayudar a revelar cómo la hermana lunar de Io, Europa, y otras lunas heladas logran albergar océanos de agua líquida vastos y potencialmente habitables a pesar del frío del sistema solar exterior, que carece de luz solar. Ahora los autores de un nuevo estudio recién publicado en Naturaleza Astronomía creen que tienen una respuesta: están haciendo sus apuestas motores térmicos casi ” superficiales “ enterrado no muy lejos debajo de la surrealista superficie de Io.

“Investigaciones como ésta proporcionan conocimientos invaluables sobre la diversidad de la actividad volcánica y el calentamiento interior de otros mundos”, dice Anna Gülcher, un científico planetario del Instituto de Tecnología de California, que no formó parte del nuevo estudio. Si bien las conclusiones del artículo no son inequívocas, están ayudando a los investigadores a reducir sus modelos de dónde y cómo surge el calor dentro de lunas extraterrestres que de otro modo estarían congeladas.

En cierto modo, el calor interno de Ío puede atribuirse a la presencia de Europa y su otra luna vecina más cercana, Ganímedes: ambas esculpen la órbita de Ío alrededor de Júpiter en un óvalo claramente no circular que acerca a la luna hipervolcánica y luego la aleja del gigante gaseoso. y su desgarrador agarre gravitacional. Esto provoca mareas dentro de Ío que exprimen las entrañas geológicas de la luna, generando enormes cantidades de calor por fricción que produce magma. La pregunta es dónde se concentra ese calentamiento dentro de Ío y, por tanto, dónde puede concentrarse también el calentamiento de las mareas en Europa y otras lunas oceánicas.

Los patrones entre los volcanes en erupción de Ío (aquellos cuyas emisiones térmicas pueden rastrearse mediante el paso de naves espaciales) presumiblemente ofrecen pistas. Los científicos han pasado décadas persiguiéndolos trazando mapas remotos de la mayoría de los puntos calientes volcánicos de Ío, pero los que se encuentran alrededor de sus polos resultaron difíciles de ver. Afortunadamente, la intrépida nave espacial Juno de la NASA logró vislumbrar las capas de Ío para que los científicos pudieran completar un mapa global de los puntos calientes volcánicos de la luna.

Estas imágenes infrarrojas de Juno “muestran cosas que nadie había visto antes”, dice ashley davies, vulcanólogo y científico planetario del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y uno de los autores del estudio. En particular, revelan que hay considerablemente más calor volcánico procedente de las latitudes más bajas y de las extensiones ecuatoriales de Ío, mientras que sus polos son comparativamente tibios. Esto sugiere que el calentamiento de las mareas de Ío no se concentra a grandes profundidades sino más arriba, más cerca de la corteza.

“Llevamos décadas queriendo tener este conjunto de datos y finalmente está aquí”, dice Katherine de Kleer, un científico planetario del Instituto de Tecnología de California que no formó parte del nuevo estudio. “Los modelos [have differed] en cuanto a dónde se produce mayormente el derretimiento, si es en el límite entre el núcleo y el manto o si está cerca de la superficie”. Estos dos escenarios antípodas tienen implicaciones distintas sobre dónde emerge finalmente el vulcanismo de Ío en la superficie de la luna. Un calentamiento de marea predominantemente más profundo crearía un vulcanismo profuso en los polos, mientras que una cocción menos profunda provocaría incendios volcánicos en latitudes más bajas.

Descubrir cuál de estos modelos funciona mejor exigió un mapa global de los volcanes en erupción de Ío. Porque ninguna nave espacial ha sido dedicado exclusivamente Sin embargo, al interrogar a Ío, los mapas de sus puntos calientes volcánicos, especialmente aquellos en sus regiones polares, seguían incompletos. Las naves espaciales anteriores con cámaras infrarrojas realizaron principalmente sobrevuelos con vistas ecuatoriales de Ío.

Juno acudió al rescate en 2016 cuando entró en la órbita polar de Júpiter. Aprovechando esta novedosa perspectiva, los científicos utilizaron el instrumento Mapeador de Auroras Infrarrojas Jovianas (JIRAM) de la nave espacial, principalmente diseñado investigar el campo magnético de Júpiter y las auroras polares, para echar un vistazo prolongado a los polos de Ío.

En el nuevo estudio, los autores examinaron 266 puntos volcánicos en toda la Luna. Este mapa mostraba que las latitudes más bajas de Ío emitían un 60 por ciento más de calor volcánico por unidad de superficie que los polos. La mejor explicación de esta dicotomía es que el calentamiento de las mareas de Ío se produce principalmente a poca profundidad, ya sea dentro de un manto superior parecido a una masilla o dentro de un océano de roca parcial o totalmente derretido justo debajo de la corteza.

“Me inclino hacia un océano de magma”, dice Davies. Pero la evidencia no es clara: las posiciones de los volcanes en erupción no coinciden perfectamente con las expectativas de cualquier hipótesis de calentamiento. “Io va a ser mucho más complicado que estos modelos de miembros finales”, añade Davies.

Los polos también son volcánicamente activos, lo que implica que se está produciendo un mínimo de calentamiento por mareas en las profundidades. “Probablemente se esté produciendo algún grado de derretimiento en todas partes”, dice de Kleer. Curiosamente, el polo norte emite más del doble de calor volcánico por unidad de superficie que los tramos más meridionales de Ío. No está claro por qué; Davies postula que una barrera geológica debajo del polo sur (quizás una corteza más gruesa o alguna otra estructura tectónica resistente al calor) está inhibiendo el flujo de roca caliente hacia la superficie.

Aunque estos resultados pueden ser lo más parecido a una radiografía de este orbe ultravolcánico, todavía contienen enormes incertidumbres. Los investigadores (incluidos los autores del estudio) ni siquiera pueden estar seguros de que el patrón de las emisiones térmicas volcánicas de Ío sea un indicador fiable del flujo de calor de la luna. “El magma saldrá a la superficie donde pueda, incluso si no está directamente sobre la fuente de fusión”, dice Tracy Gregg, vulcanólogo planetario de la Universidad de Buffalo, que no formó parte del estudio. Esas migraciones tortuosas hacen que sea más problemático precisar la ubicación principal del calentamiento de las mareas de Io.

Otro problema es que este mapa de los puntos calientes volcánicos de Ío es simplemente una instantánea en el tiempo que no se puede grabar en piedra (fundida o no). Los volcanes de Ío tienen algo en común con los de la Tierra: algunos permanecen activos durante mucho tiempo, mientras que otros tienen paroxismos de corta duración. “Eso es lo encantador de Io”, el hecho de que su rostro ardiente esté en constante cambio, dice Jani Radebaugh, geólogo planetario de la Universidad Brigham Young, que no formó parte del estudio. “No hay manera de que podamos terminar de cartografiar todo el vulcanismo de Io”.

El retrato global de las erupciones lunares que presenta este artículo puede ser el primero de su tipo. Pero no será el último. Las instantáneas futuras de los puntos calientes volcánicos de Io pueden verse muy diferentes de ésta, lo que podría respaldar una conclusión diferente. Por ahora, sin embargo, esta instantánea térmica se alinea en términos generales con pasado investigación que utilizó la distribución de los volcanes en erupción o inactivos de la luna para determinar la ubicación del motor térmico de Ío, y seguro que parece que ese motor es poco profundo, no profundo.

El sobrevuelo más cercano de Juno a Io está programado para diciembre, lo que brindará a la nave espacial más oportunidades de espiar los estallidos volcánicos más esquivos de la luna. Los científicos están ansiosos por abrir ese regalo navideño. “Esta es la forma más pura de descubrimiento que puedas imaginar”, dice Davies. “Es absolutamente emocionante ver estas cosas”.