Miden el aliento de azufre de Ío, el mundo infernal torturado por Júpiter

By 27/10/2020 Portal

En 1979 los científicos de la misión Voyager se llevaron una sorpresa mayúscula cuando la sonda pasó por las «cercanías» de Ío, la tercera mayor luna de Júpiter. La Voyager 2 mostró la amarillenta superficie de un mundo castigado por ocho erupciones volcánicas e innumerables chimeneas que punteaban su superficie como cicatrices… o como rodajas de «pepperoni». Por eso, no sorprende que Ío fuera bautizada como «pizza moon». Aparte de las chanzas, lo más interesante es que Ío se convirtió en el primer mundo del sistema solar, por detrás de la Tierra, con vulcanismo activo.

Desde entonces, se han sucedido las observaciones de este satélite. Es tan grande como la Luna y está marcado por los estragos causados por la gravedad: es tan próximo a Júpiter, que su fuerza gravitacional remueve y calienta su interior, creando potentes erupciones volcáncias que expulsan materiales a alturas de hasta 500 kilómetros.

Pues bien, esta misma semana, dos investigaciones han revelado nuevas observaciones que permiten cuantificar el vulcanismo de Ío, y, por tanto, cuán activo será el vulcanismo de otros mundos situados más allá del sistema solar.

Un grupo de científicos de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), entre otros, ha revelado que entre el 30 y el 40% del dióxido de azufre presente en la atmósfera presente en Ío procede del vulcanismo. El resto, tal como han sugerido, es liberado a la atmósfera cuando la radiación solar calienta su superficie, cubierta de dióxido de azufre helado. Las investigaciones se han publicado en «The Planetary Science Journal» y en «arXiv».

«No se sabía qué procesos dirigen la dinámica de la atmósfera de Ío», ha dicho para «Sciencealert.com» Imke Parter, uno de los autores de las investigaciones. «¿Es actividad volcánica o gas sublimado procedente de la helada superficie de Ío, que queda bajo la luz solar? Lo que hemos mostrado ahora es que, de hecho, los volcanes tienen un gran impacto sobre la atmósfera».

Un hermoso infierno volcánico

Ío es un mundo muy castigado por la gravedad de Júpiter y de las grandes lunas Europa y Ganímedes. Al igual que la Luna genera mareas en la Tierra, «tirando» con su fuerza de los océanos y causando una diferencia en los mares de hasta 18 metros, estos tres mundos deforman la superficie de Ío hasta 100 metros (de roca, no de agua). Además, las fuerzas de marea calientan su interior, formado por rocas sulfurosas (y no de silicatos, como el terrestre) y facilitan su fusión (más fácil que la de los silicatos).

Arriba, de color azul, una erupción captada en la superficie de Ío en 2018

NASA/JPL/DLR
Esta mezcla de facilidad para fusionarse y de inmensas fuerzas de marea convierten a Ío en un mundo infernal, con más de 400 volcanes activos, y una superficie cubierta de hielo de ácido sulfúrico, entre otras moléculas. Además, la radiación solar transforma su superficie y, dado que Ío está dentro del campo magnético de Júpiter, el satélite es bombardeado por partículas de alta energía que producen auroras rojas y verdes. Por último, Júpiter le arranca a Ío enormes cantidades de su gas cada segundo.

La incógnita que se quería resolver es cuán activo es el vulcanismo de Ío, teniendo en cuenta su composición, y la influencia de Júpiter, Ganímedes y Europa, con vistas a entender cómo serán otros mundos situados más allá del sistema solar. Por eso, se buscaba encontrar un buen indicador de actividad volcánica, como puede ser la cantidad de gas, sobre todo, dióxido de azufre, que es expulsado por los volcanes.

«El planeta de hielo y fuego»
Tal como los autores han sugerido, el problema es que en la superficie de Ío ya hay mucho dióxido de azufre. Está congelado, porque las temperaturas rondan los -130ºC, lo que, junto a las erupciones, realmente convierten a éste en el «planeta de hielo y fuego». No obstante, cuando la radiación solar incide sobre este hielo, lo pasa a estado gaseoso (sublimación), enmascarando el posible efecto de los volcanes.

¿Cómo averiguar a qué se debe la presencia de dióxido de azufre? En este caso, los investigadores reurrieron al telescopio ALMA («Atacama Large Millimeter/submillimeter Array»), del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, para observar la atmósfera de Ío a medida que este mundo entra y sale de la sombra proyectada por Júpiter. Durante estos eclipses, que podrían ver los habitantes del gigantesco planeta gaseoso, la presencia o ausencia de radiación solar permite estudiar la influencia de la sublimación en la composición de la atmósfera.

Imagen a color real de Ío, captada por la sonda Galileo en 1999. Su superficie muestra el rastro de innumerables erupciones volcánicas

NASA/JPL/University of Arizona
Para su sorpresa, los investigadores averiguaron que la sublimación de dióxido de azufre es extraodrinariamente rápida. Este mundo apenas necesita 10 minutos para regenerar su atmósfera, cuando sale de la sombra y se sitúa bajo la radiación solar.

Además, gracias a ALMA pudieron identificar pruebas de la presencia de plumas (penachos) de dióxido y monóxido de azufre, así como de cloruro de potasio. Según los autores, esto sugiere que el interior de Ío es complejo, porque los volcanes se alimentan de fuentes de magma de diversa composición.

Por último, pudieron estimar que la contribución de los volcanes explica entre el 30 y el 50 % del dióxido de azufre presente en la atmósfera de ete mundo. No obstante, en próximas investigaciones trabajarán en refinar estas estimaciones y en medir las temperaturas de Ío a bajas alturas, cerca de la superficie, para afianzar sus conclusiones.