Los Extraños Volcanes de IoLos científicos darán un vistazo a los volcanes más extraños y activos del sistema solar
Desde que los primeros penachos volcánicos fueron descubiertos por el Voyager en 1979, Io ha permanecido bajo un intenso escrutinio. Astrónomos usando telescopios terrestres han podido monitorizar grandes erupciones volcánicas desde la Tierra, mediante la grabación de los estallidos de emisiones de rayos infrarrojos. Estas medidas combinadas con los datos del Voyager y del Galileo muestran que algunos volcanes de Io han estado activos desde al menos 20 años antes. Para un mundo dominado por abrasadores volcanes, es curioso que Io sea también muy fría. El suelo alrededor de los cráteres volcánicos es literalmente sofocante, pero gran parte de la superficie de Io se encuentra a 150 grados por debajo de 0ºC. La tenue atmósfera de la luna atrapa muy poco del escaso calor emitido por el distante Sol. Tan pronto como los gases volcánicos son arrojados al aire, empiezan inmediatamente a condensarse y congelarse. Los penachos de los volcanes de Io están probablemente formados de nieve sulfurosa.
'Io tiene multitud de áreas termales, como Yellowstone', declara Hill Smythe del JPL. 'Los penachos volcánicos atraen la mayor parte de nuestra atención pero hay probablemente otros elementos como fumarolas y géiseres. En un sobrevuelo previo los instrumentos medidores de Partículas y Campos, detectaron un déficit de partículas energéticas sobre Io, probablemente donde el gas estaba difundiéndose por la superficie aunque no fueron vistos penachos volcánicos. Llamamos a este fenómeno la 'hipótesis del penacho sutil'. Lo más parecido que encontramos en la Tierra puede ser el geiser de agua Old Faithful. De hecho, si lo colocamos sobre la superficie de Io,..¡ alcanzaría los 37 Km. de altura!'. El intenso volcanismo en Io es el resultado de mareas, en su de otro modo sólida superficie, que alcanzan los 100 m. de altura, producidas por la cercanía de Júpiter y de otros satélites galileanos. Aunque este proceso es bastante bien conocido, muchos aspectos del dramático medio ambiente de Io permanecen en el misterio. ¿Qué mecanismo permite que la lava alrededor de los cráteres volcánicos sea tan increíblemente caliente? ¿De que están hechos los penachos volcánicos? ¿Qué produce la cantidad de intensos colores en la moteada superficie de Io? Los científicos esperan que éstas y otras muchas cuestiones tengan finalmente respuestas después de que la sonda Galileo realice dos atrevidas pasadas a menos de 620 Km. sobre la superficie de Io el 11 de Octubre y el 25 de Noviembre de 1999. En Noviembre, Galileo incluso puede pasar a través del penacho de Pillan Patera, siendo la primera nave especial en volar a través de un volcán extraterrestre. 'Para el sobrevuelo del 11 de Octubre nos dirigiremos a los cuatro mayores volcanes', dice Duane Bindschandler del JPL, jefe del equipo de Operaciones y Planificaciones científicas del Galileo, 'Pillan Patera, Prometheus (el más destacado de la superficie), Loki y Pele. Las fotografías serán espectaculares. Para poder comparar, las mejores imágenes del Voyager tenían 500 m. de resolución. Ahora transmitiremos 100 imágenes por lo menos igual de buenas, y las mejores imágenes mostrarán detalles de solo 7 metros' 'Pero no solo queremos pasar la cámara alrededor de su superficie' …continuó con sus declaraciones. Todos los instrumentos de la nave, darán una vuelta en el sobrevuelo. Lo más importante para la ciencia vulcanológica es probablemente la cámara de imagen de estado sólido (SSI), el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIMS) y el foto polarímetro y radiómetro (PPR).
'El mayor misterio relacionado con los volcanes de Io, es el porqué son tan calientes' dice Bill Smythe, coinvestigador del equipo del NIMJS en el JPL. 'A 1800º K (1527º C) los cráteres están a 1/3 de la temperatura del Sol aproximadamente! Hace billones de años la lava basáltica de la Tierra era casi así de caliente, pero ahora- debido a la mezcla de las zonas de subducción – los basaltos terrestres tienen un bajo punto de fusión. Las lavas que podemos contemplar ahora en la Tierra están a 300º K (27º C), más frías de lo que acostumbran estar. Es realmente sorprendente ver las corrientes de lava en Io tan calientes como las más antiguas de la Tierra. ¿Por qué? Simplemente porque el suelo de Io ha sido remodelado muchas, muchísimas veces, por lo que las temperaturas de fusión deberían ser más bajas, por el mismo motivo que los basaltos de la Tierra también deberían fundir a una temperatura más baja. Es realmente un misterio'. 'Originalmente se creía que toda la lava que fluía era sulfurosa, pero el sulfuro se vaporiza a 700º K (427º C). Las regiones a 1800º K (1527º C) han de ser basálticas. Ahora la cuestión es, ¿son algunos de los flujos de lava sulfurosos? La sonda espacial Galileo ha detectado áreas en Io con temperaturas entre 300 y 600º K (27 y 327º C). Esas temperaturas son adecuadas para el sulfuro fundido. Pero pueden haber lugares donde diminutos cráteres volcánicos a 1800º K (1527º C) aproximadamente, estén rodeados por subsuelo helado. Desde la distancia la temperatura promedio presenta valores entre 300 y 600º K (27 y 327º C). Necesitamos datos de alta resolución para entender qué está pasando. Si somos afortunados la sonda Galileo sobrevolará justo sobre una de estas manchas en Octubre y tendremos entonces la respuesta'. Comprender el balance entre el vulcanismo de los sulfuros y los silicatos (basálticos) es importante para los científicos que están tratando de comprender como es calentado el núcleo de Io. El sulfuro posee un bajo punto de fusión por lo que no se necesita demasiada energía para convertirse en lava. Los flujos basálticos si que requieren un calor interno más elevado.
Algunos de los resultados más interesantes del próximo sobrevuelo serán producidos por la gran mejora en la resolución. Por ejemplo la mejor resolución de los datos actuales del NIMS son de solo 60 Km. 'Puede haber mucho escondido en 60 km.' puntualiza Smythe. 'En los sobrevuelos más cercanos NIMS observará aspectos de solo cientos de metros de ancho. Eso será lo primero'. 'Otra cosa que estamos esperando obtener en Octubre es observar un penacho de perfil cuando la nave pase y mire hacia atrás, sobre el limbo', continua Smythe. 'Mirando la polarización que presente la luz del Sol cuando atraviese el penacho con el PPR, podremos obtener alguna información valiosa sobre la temperatura y la densidad de las partículas que salen de los cráteres volcánicos'. Io digital Aquí en la Tierra los científicos están impacientes esperando los nuevos datos. Por ejemplo, en la Universidad de Texas, el doctor David Goldstein y los estudiantes graduados J. Víctor Austin y Ju Zhang, siguiendo los trabajos pioneros de Sue Keefer, han trabajado durante años en simulaciones por ordenador de los penachos volcánicos de Io. Usando una técnica de simulación directa denominada 'Método Monte Carlo', introducen en un test computerizado las partículas lanzadas desde un cráter volcánico modelo. El programa de la Universidad de Texas sigue el movimiento de las partículas eyectadas teniendo en cuenta las colisiones entre moléculas, la energía procedente del torus de Io y la energía perdida por la radiación infrarroja. Variando el tamaño del cráter, la temperatura y la velocidad del gas eyectado, y la temperatura del terreno circundante pueden relacionar el aspecto de su simulación y las fotografías de las sondas espaciales de la NASA. Algunas veces este procedimiento conduce a nuevos datos sobre la dinámica de fluidos y la física de los volcanes de Io. 'Los próximos vuelos pueden mejorar sustancialmente nuestros modelos mediante sus lecturas en condiciones extremas', dice Goldstein. 'Necesitamos saber multitud de cosas. ¿De donde proceden la velocidad y la temperatura de las partículas de los cráteres volcánicos? ¿Cómo interactúan las moléculas con la superficie? ¿Se adhieren inmediatamente o rebotan? etc...' 'En la actualidad cuando miramos una fotografía de un penacho volcánico, realmente no estamos seguros de lo que vemos. Puede ser gas, puede ser polvo mezclado con el gas, o gas que ha condensado en forma de cristales helados. Asumimos que aunque son trazas de gas volcánico no tenemos completa seguridad de ello. Afortunadamente los sobrevuelos de la sonda resolverán algunos de estos problemas'.
'Uno de los rasgos más importantes de este modelo es el impacto del manto', señala Victor Austin. 'Es donde el gas alcanza su punto más elevado y posteriormente cae sobre sí mismo. Una manera de comprender el impacto es imaginar una manguera de agua corriente sostenida fuertemente en el aire. El agua decelera debido a la acción de la gravedad y entonces cae. Lo mismo pasa a un penacho volcánico. Se eleva en la atmósfera y entonces la gravedad le empuja hacia abajo. En Io la ascensión de los 'fluidos' gaseosos es supersónica, de ese modo produce una sacudida cerca del punto de giro'. 'Es ahí donde los vuelos sobre Io pueden confirmar algunos de nuestros resultados. El gas se enfría rápidamente después de pasar a través del punto de impacto, de ese modo es posible que se forme un estrato de nieve sulfurosa en la región posterior a dicho punto. Verticalmente el punto de impacto es muy delgado, asi el estrato de cristales de hielo probablemente sea delgado también. Esto es algo que podremos observar en las imágenes de alta resolución de la sonda Galileo'.
Cualquier cosa que el próximo sobrevuelo revele, seguro que los datos aportados mejorarán nuestra comprensión de los volcanes de Io. 'Los programas que estamos ejecutando son únicos', dice Goldstein, 'y estamos esperando probar nuestro código con los últimos datos'. Galileo ha estado orbitando Júpiter y sus lunas desde Diciembre de 1995. Su misión principal finalizará en Diciembre de 1997. La sonda está actualmente cerca del final de la ampliación de dos años concedida a su misión que culminará con dos arriesgados sobrevuelos sobre los volcanes de Io al final de este año. Más información sobre la misión Galileo disponible en : http://www.jpl.nasa.gov/galileo/. El JPL dirige el proyecto Galileo para la Oficina de Ciencia Espacial de la NASA, en Washington D.C. El JPL es una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, Ca. | ||||||||
(c)2002-2006 Astroseti.org Los contenidos pueden utilizarse siempre que se mencione la fuente y se enlace al artículo en nuestro servidor. Para usos comerciales es necesario solicitar autorización. |