jueves, 24 de abril de 2014

Explosiones volcánicas antiguas arrojan luz sobre los orígenes de Mercurio

Durante largos periodos de su historia, Mercurio sufrió un vulcanismo activo, tal y como indica una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Brown. Los resultados son sorprendentes teniendo en cuenta que no se esperaba que Mercurio hubiera sufrido un vulcanismo explosivo, lo que en primer lugar, tiene serias implicaciones en la comprensión de cómo se formó el planeta.

En la Tierra, las grandes explosiones volcánicas, como la que sufrió el St. Helens ocurren porque el interior de nuestro planeta es rico en sustancias volátiles (agua, dióxido de carbono y otros compuestos con puntos de ebullición relativamente bajos). Como la lava se eleva desde las profundidades hasta la superficie, los compuestos volátiles presentes en ella cambian de fase, de líquida a gaseosa, provocando una expansión en el proceso. La presión de esa expansión puede causar que la corteza superior estalle como un globo inflado.

 Durante mucho tiempo se ha pensado que Mercurio carecía de estos compuestos volátiles, y por ello, que no podría haber sufrido un vulcanismo explosivo. Pero esa visión comenzó a cambiar en 2008, después de que la sonda MESSENGER de la NASA realizara los primeros sobrevuelos sobre el planeta. La nave encontró destellos en la superficie formados por depósitos de ceniza piroclástica (los signos de las explosiones volcánicas) que salpicaban la superficie del planeta. Esto es un indicio de que en algún momento de la historia del planeta, el interior de Mercurio no estaba tan desprovisto de compuestos volátiles como se pensaba.



Lo que todavía no está claro es cuándo se produjeron estas explosiones. ¿Estos compuestos volátiles escaparon del interior de Mercurio en una única ráfaga en un periodo único y temprano en la historia del planeta? O por el contrario, ¿se alargaron estas explosiones volcánicas durante periodos de tiempo más extensos? La investigación de la Universidad de Brown sugiere este segundo escenario.

Un equipo de científicos dirigidos por Tim Goudge, del Departamento de Ciencias Geológicas, examinó 51 lugares distribuidos en toda la superficie del planeta en los que se han localizado flujos piroclásticos. Se emplearon los datos aportados por las cámaras y los espectrómetros de MESSENGER recogidos después de que la nave entrara en órbita alrededor del planeta en 2011. En comparación con los datos de los sobrevuelos iniciales los datos orbitales proporcionan una visión mucho más detallada de los depósitos y de los conductos de ventilación originales de los que proceden.

Los nuevo datos de MESSENGER han revelado que algunos de estos respiraderos se han erosionado en un grado mayor que otros, lo que es un indicador de que las explosiones no se produjeron a mismo tiempo.

"Si las explosiones ocurrieron durante un breve periodo de tiempo y después se detuvieron, las rejillas de ventilación deberían estar todas erosionadas en un mismo grado", comentó Goudge. "Pero no vemos eso, sino que advertimos diferentes estados de degradación. Así que las erupciones parecen haber tenido lugar durante un periodo apreciable de la historia de Mercurio".

Otra cuestión que estudiaron los científicos fue en qué periodo de la historia del planeta se produjeron estas explosiones. Goudge y sus colegas aprovecharon el hecho de  que la mayoría de los flujos encontrados se hallaban dentro de cráteres de impacto. La edad de cada cráter ofrece una limitación importante al periodo en el que pudo haberse producido el flujo piroclástico interior. El depósito tiene que ser más joven que el propio cráter. Si el depósito se hubiese formado primero, el impacto que formó el cráter, lo habría eliminado posteriormente. Así que la edad del cráter proporciona un límite superior a la edad a la que pudo haber tenido lugar la explosión volcánica.

Los bordes y las paredes de los cráteres se degradan con el tiempo, por lo que los científicos pueden estimar la edad del cráter analizando estas características. Usando este método, Goudge y sus colaboradores mostraron que algunos depósitos piroclásticos eran relativamente jóvenes, datando de entre 3.5 mil millones de años a mil millones de años. Este dato descarta que toda la actividad piroclástica del planeta se produjera tras la formación de éste, hace 4.5 mil millones de años.

"Estos periodos de tiempo nos indican que Mercurio no se desgasificó en su evolución temprana, sino que algunos compuestos volátiles se han conservado hasta tiempos geológicos más recientes", comenta Goudge.


El estudio de estos depósitos volátiles nos puede ayudar a comprender la historia de este planeta. Mercurio posee un núcleo anormalmente grande. Este descubrimiento llevó a los científicos a pensar que tal vez el planeta fuera en sus inicios un cuerpo más grande y que perdiera sus capas externas debido a un gran impacto en su historia temprana, o debido a su cercanía al Sol. Sin embargo, cualquiera de estas dos causas habría calentado el planeta lo suficiente como para hacerle perder todos sus compuestos volátiles.

A la luz de este estudio y de otros datos recopilados por MESSENGER que muestran trazas de azufre, potasio y sodio volátiles en la superficie de Mercurio, ambos escenarios parecen cada vez más improbables.

"Junto a otros estudios que sugieren que la Luna pudo haber tenido más compuestos volátiles de los que en un principio se pensaba, esta investigación está revolucionando los conocimientos sobre la historia temprana de los planetas y los satélites", comentó Jim Head, profesor de Ciencias Geológicas. "Estos resultados definen objetivos específicos para la futura exploración de Mercurio".



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