¿Podemos hablar vulcanismo (activo) en el Sistema Solar?

Hasta finales de la década de los 70 los cuerpos rocosos del Sistema Solar a excepción de la Tierra, sobre todo las lunas de los gigantes gaseosos, eran considerados cuerpos “fríos” e inertes, sin una actividad geológica apreciable, puesto que por  su pequeño tamaño deberían de haber perdido todo el calor remanente de su formación mucho tiempo atrás.

En esta imagen se pueden observar los cambios sobre la superficie de Ío en un periodo de 5 meses. NASA/JPL/University of Arizona.

Pero esta visión cambió radicalmente el 8 de Marzo de 1979 cuando la Voyager 1, en su viaje por el Sistema Solar exterior, tomó una fotografía de navegación para determinar su posición en el espacio en la que aparecía Ío, un satélite de Júpiter. Al procesar la imagen para mejorar el brillo y el contraste se descubrió una extraña forma circular en el limbo de Ío. Al principio se pensó que podría ser simplemente un satélite que pasaba por detrás, aunque esa hipótesis se descartó muy pronto, ya que la posición de éstos se conocía bien: lo que en realidad se había fotografiado era la primera prueba de actividad volcánica fuera de nuestro planeta, en forma de un gran penacho o pluma de materiales expulsados lejos de la superficie de Ío.

Sorpresas aparte, el hecho de la existencia una joven superficie modificada constantemente por el vulcanismo activo fue postulada unos días antes de la llegada de la Voyager 1 al sistema joviano en un artículo publicado en la revista Science por Stan Peale, Patrick Cassen y R.T. Reynolds. En este artículo se proponía que las enormes mareas que provocaba Júpiter sobre Ío y la disipación de la energía de estas mareas era lo suficientemente intensa como para provocar la fusión de una gran parte del interior de Ío. Esto eliminaba de un plumazo la necesidad que de un cuerpo necesitase mantener su calor remanente (como la Tierra) para experimentar procesos geológicos activos, ya que su actividad podría tener una fuente de energía externa al planeta, en este caso el campo gravitatorio de Júpiter.

El vulcanismo de Ío, a diferencia de lo que se pensaba en un principio, es silicatado como el terrestre, dando lugar a lavas basálticas muy fluidas cuya temperatura llega a alcanzar los 1300ºC. Además se sabe que las lavas oscuras que aparecen en su superficie, estudiadas por espectrometría desde la sonda Galileo contienen minerales del grupo de los ortopiroxenos, muy comunes en los basaltos. Pero además de las erupciones típicas de lava en superficie,  hay un tipo de vulcanismo, llamado peleano, en el cual grandes plumas o penachos de azufre (y también un poco de sodio, potasio y cloro) que llegan hasta los 100 kilómetros de altura. Este fue el primer fenómeno volcánico observado en Ío.

En esta imagen se pueden ver apróximadamente 50 penachos de formas alargadas y de colores más oscuros sobre la superficie. NASA/JPL.

En 1989, la Voyager 2 se acercó al sistema de Neptuno y sus lunas, visitando en su paso Tritón, su satélite más grande. La primera impresión fue también sorprendente: La superficie mostraba también un rejuvenecimiento, sin apenas cráteres de impacto, y con unas formas superficiales que recuerdan a los procesos tectónicos que observamos en los planetas rocosos: Aunque parezca difícil, pueden darse procesos internos análogos en un planeta rocoso y en un planeta formado principalmente por hielo, ya que bajo determinadas condiciones, el hielo y las rocas pueden tener un comportamiento “similar”.

¿Y que tipo de vulcanismo puede tener un planeta formado principalmente de hielo? Este vulcanismo tan especial es el llamado criovulcanismo. En este se expulsa, en vez de roca fundida y gases calientes, materiales volátiles como agua, amoniaco o metano en forma líquida e incluso gaseosa.

Al recibir las fotos en las que se observa el polo Sur de Tritón se vieron varias formas alargadas de color oscuro formadas por géiseres que expulsan nitrógeno hasta una altura de aproximadamente 8 kilómetros. Es posible que esta actividad fuese solamente provocada por la sublimación del nitrógeno derivada del calentamiento de su superficie por la luz solar y su expulsión en forma de géiseres, al igual que ocurre en los casquetes polares de Marte, que durante la primavera reciben una mayor cantidad de energía solar, provocándose la sublimación de algunos lentejones de hielo de CO₂ que al ser expulsados dejan formas tan curiosas como los abanicos o las arañas. En Tritón aun no se sabe exactamente si el mecanismo que provoca estos fenómenos criovolcánicos son en realidad la sublimación provocada por la energía solar o si proviene también de las mareas gravitatorias, al igual que en Ío, e incluso se piensa que podrían coexistir estas dos fuentes de energía del vulcanismo.

En estas dos imágenes se puede apreciar Encélado de lejos, con las plumas de materiales criovolcánicos siendo expulsadas a gran distancia, y a la derecha un detalle de su superficie donde se observan los múltiples puntos de emisión de los criovolcanes. NASA/JPL/Space Science Institute.

Ya en el 2005, con la sonda Cassini en órbita casi un año en el sistema de Saturno, diversos experimentos a bordo de la sonda apuntaban que alrededor de Encélado había unas nubes de gases compuestas de vapor de agua, nitrógeno, metano y dióxido de carbono. Aunque en Febrero ya se observaron los penachos de estos gases, no fue hasta el mes de Noviembre cuando definitivamente se confirmó fotográfica e inequívocamente (porque había una imagen de principios de 2005 que ya mostraba indicios de criovulcanismo) la existencia de éstos, convirtiéndose en el cuarto cuerpo del Sistema Solar con una actividad “volcánica” en funcionamiento en la actualidad. La fuente de energía de estos fenómenos volvería a ser, de nuevo, la fuerza de mareas que ejerce Saturno sobre Encélado.

Pero estos no son todos, ni mucho menos. Posiblemente Titán, también satélite de Saturno, tenga en la actualidad algún tipo de criovulcanismo, ya que en su superficie se ha podido observar una forma llamada Sotra Facula que recuerda mucho a los volcanes terrestres, pero que expulsa material con una composición más exótica todavía, seguramente metano y otros hidrocarburos más complejos. En el sistema Joviano, Europa, por un lado, muestra lineaciones parecidas a las que podemos ver en Encélado, que podrían revelar la existencia de una tectónica sobre el hielo y por lo tanto, ser también susceptible de poseer criovolcanes.

Para acabar, respecto al caso de Marte y Venus, similares a la Tierra en composición, y Venus muy similar también en tamaño, siempre nos han parecido geológicamente muertos, o con una tasa de actividad realmente baja, tanto que a la escala de la exploración espacial parecen no haber sufrido más cambio que la formación de nuevos cráteres de impacto y otros procesos externos. Sabemos que Marte ha tenido vulcanismo activo al menos en los últimos dos millones de años (datación obtenida mediante la técnica de datación por cráteres) y que Venus podría también estar experimentando procesos volcánicos recientemente (en el periodo de 2.5 millones de años a 250.000 años), pero aún no hay ninguna prueba fehaciente que demuestre procesos activos en la actualidad en estos dos planetas.

Nahúm Méndez Chazarra

Hablando de Ciencia