miércoles, 10 de abril de 2013

Los volcanes de la luna Io no están donde deberían

 Io, una luna de Júpiter, es el mundo con mayor actividad volcánica del Sistema Solar. Cuenta con cientos de volcanes, algunos de los cuales producen erupciones que alcanzan los 250 kilómetros de altura. Sin embargo, esta actividad volcánica se encuentra significativamente desplazada del lugar en el que debería darse según los modelos elaborados por los científicos.

Io se encuentra atrapado gravitatoriamente en un tira y afloja con Júpiter, Europa y Ganímedes, dos lunas vecinas que orbitan más lejos del planeta gigante. Io completa una orbita alrededor de Júpiter por cada dos órbitas de Europa y cuatro de Ganímedes. Esta resonancia provoca en la luna una fuerte atracción gravitatoria siempre en la misma ubicación orbital, lo que causa una distorsión de forma oval en la órbita de Io. Esto a su vez, provoca que Io se flexione mientras se mueve alrededor de Júpiter.

 Por ejemplo, cuando Io se acerca a Júpiter, la poderosa gravedad del planeta gigante deforma la luna hacia él, para que posteriormente, cuando Io se aleja de Júpiter, se relaje su estructura a medida que disminuye este tirón gravitatorio. Esta flexión por gravedad provoca un calentamiento por fuerzas de marea, lo que genera la tan conocida actividad volcánica de la luna.



 La pregunta ahora es cómo afecta al interior de la luna este calentamiento por mareas gravitatorias. Algunos científicos proponen que se calientan capas muy profundas, pero la mayoría de los modelos predicen que sólo se produce un calentamiento en capas relativamente poco profundas bajo la corteza de la luna, en la llamada astenosfera. En esta capa, la roca se comporta como un fluido viscoso deformándose poco a poco bajo la presión y el calor.

 "Nuestro análisis indica que la mayor parte del calor se genera en la astenosfera, pero no encontramos actividad volcánica  donde se esperábamos que se produjera", dijo Christopher Hamilton, de la Universidad de Maryland, autor principal del estudio.

Hamilton y su equipo emplearon para su estudio un nuevo mapa geológico de Io elaborado por David Williams, de la Universidad Estatal de Arizona, mediante el empleo de datos obtenidos por las sondas espaciales de la NASA. El mapa ofrece el inventario más completo de los volcanes de Io hasta la fecha, lo que permite observar lo patrones de actividad volcánica con un detalle sin precedentes. Suponiendo que estos volcanes se sitúan en las áreas donde se produce un mayor calentamiento de la astenosfera, el equipo de científicos elaboró una serie de modelos para medir la correlación entre los volcanes y los patrones de calentamiento de la astenosfera por las mareas gravitatorias.

"Hemos hecho el primer análisis estadístico riguroso de la distribución de los volcanes en el nuevo mapa de Io", dice Hamilton. "Y hemos detectado un desplazamiento sistemático hacia el este de los volcanes con respecto al lugar en el que deberían estar según los modelos existentes sobre el calentamiento por fuerzas de marea".

 Este desplazamiento podría ser explicado si Io rotase más rápido de lo que los científicos creen. Esto permitiría al magma viajar grandes distancias desde donde se produce su calentamiento. También podría explicarse por la existencia de un océano de magma más profundo que los científicos aún no han detectado.

El magnetómetro a bordo de la sonda Galileo de la NASA detectó un campo magnético alrededor de Io, lo que sugiere la presencia de un océano de magma global bajo su superficie. Como Io orbita muy cerca de Júpiter, se mueve en el interior del campo magnético generado por el gigante de gas. Los investigadores creen que este hecho podría inducir un campo magnético en Io si tuviera un océano global de magma que fuera conductor de la electricidad.

"Nuestro análisis apoya el escenario del océano global de magma bajo la superficie de la luna como posible explicación para el desplazamiento entre el lugar predicho y el observado de los volcanes", dice Hamilton. "Sin embargo, este océano de magma no sería como los terrestres. En lugar de ser una capa totalmente fluida, el océano de Io se asemejaría más a una esponja con un 20 por ciento de silicatos fundidos dentro de una matriz de roca deformable."

Los científicos también creen que el fenómeno de calentamiento por marea podría ser responsable se la existencia de océanos de agua líquida bajo las superficies heladas de Encélado y Europa. Dado que el agua es un ingrediente necesario para la vida, los astrobiólogos sugieren que si en estos mundos hay ciertas materias primas presentes unidas a una fuente de energía, podrían sustentar formas de vida sencillas. Estos mundos son demasiado fríos como para albergar agua líquida en sus superficies, pero el calentamiento por fuerzas de marea gravitatorias puede permitir su existencia bajo una cierta profundidad, lo que aumenta las posibilidades de la existencia de vida en lugares inhóspitos del Universo.

"Este desplazamiento de los volcanes de Io nos ha mostrado que todavía no acabamos de comprender los mecanismos de esta luna", dice Hamilton. "En cierto modo, este es un resultado importante. Nuestra comprensión del calentamiento por marea y su relación con el vulcanismo superficial es incompleto. La interpretación de la distribución desplazada de lo volcanes está abierta".

El continuo vulcanismo de Io provoca que su superficie se renueve constantemente, por lo que es muy difícil estudiar el pasado de la luna. Si conociésemos mejor su interior podríamos obtener pistas sobre su historia.





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2 comentarios:

  1. ¿Que tipo de estudios se usan para definir el lugar donde debería estar la mayor concentración de volcanes en Io?

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    1. Son estudios de la dinámica de la luna, de su movimiento con respecto a las atracciones gravitatorias que sufre por otros cuerpos. Estos tirones gravitatorios generan las fuerzas de marea causantes de este volcanismo.

      Un saludo!

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