Los científicos han estado intrigados durante mucho tiempo por las superficies de los cuerpos terrestres distintos de la Tierra, que revelan profundas similitudes debajo de sus historias volcánicas y tectónicas que difieren superficialmente.

Un equipo de científicos de la NASA, La Universidad de Hampton y la Universidad de Hong Kong proponen una nueva forma de entender el enfriamiento y la transferencia de calor de los interiores planetarios terrestres y cómo eso afecta la generación de los terrenos volcánicos que dominan los planetas rocosos. Basado en la dinámica actual de la luna calentada por las mareas de Júpiter, Io, los científicos plantean la hipótesis de que las historias geológicas de los cuerpos terrestres del sistema solar, específicamente Mercurio, Venus, Luna y Marte, son consistentes con un modo de evolución planetaria temprana que involucra tubos de calor. Además, proponen que el enfriamiento por tubería de calor es un proceso universal que puede explicar las características comunes que se ven en las superficies de los planetas terrestres.

Los hallazgos del equipo se analizan en un artículo publicado recientemente en Cartas de ciencia terrestre y planetaria .

"Creemos que el concepto de un modo de formación de planetas de tubo de calor es importante y ayudará a explicar la evolución de todos los planetas rocosos, "dijo el Dr. Justin Simon, Científico planetario de la NASA, Centro de Cosmoquímica y Geocronología de Isótopos en la División de Ciencias de Investigación y Exploración de Astromateriales en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas y uno de los coautores del artículo. "Si se demuestra que es correcto, se discutirá junto con las teorías de la tectónica de placas, 'océanos de magma' planetarios y la 'teoría del impacto gigante para el origen de la luna' ".

Los científicos plantean la hipótesis de que el enfriamiento por tubería de calor estuvo involucrado en la evolución de todos los planetas terrestres, incluida la Tierra primitiva, y representa la transición del océano de magma a los modos de tapa rígida o tectónica de placas de la evolución planetaria. Los tubos de calor transportan el calor desde el interior a la superficie a través de la fusión del manto y el ascenso del magma. Las erupciones resultantes conducen a un resurgimiento volcánico global por el cual las capas volcánicas más antiguas se entierran progresivamente y se empujan hacia abajo para formar capas gruesas, litosferas mecánicas frías y fuertes.

Los autores revisan las observaciones relevantes para la formación de las superficies de cada uno de los planetas terrestres y los modelos actuales que se han propuesto para explicarlas. Luego, discuten los principales problemas pendientes y muestran cómo la hipótesis del tubo de calor puede resolverlos de manera consistente en todos los planetas.

"Los cuerpos terrestres de nuestro sistema solar se ven lo suficientemente diferentes como para que la visión clásica sea que todos se formaron de manera diferente, al menos en términos de fabricación de sus caparazones exteriores. Si nuestro análisis tiene mérito, apunta en la dirección de un modelo universal para el desarrollo temprano de planetas terrestres, a través de nuestro sistema solar y más allá, "dijo el Dr. Alexander Webb, Profesor adjunto, Universidad de Hong Kong.

Los autores señalan que Mercurio fue resurgido globalmente al principio de su evolución por erupciones volcánicas que emplazaron llanuras lisas con pocos centros de erupción identificables. Los autores concluyen que las observaciones geológicas del planeta apuntan a un episodio de tubos de calor que operaron durante algo menos de los primeros mil millones de años de la evolución de Mercurio. La superficie de Venus también está dominada por lavas con amplias llanuras formadas por numerosos flujos que abarcan cientos de kilómetros en pendientes bajas con pocas estructuras de origen identificables. Venus no muestra suficiente flujo volcánico para experimentar actualmente un enfriamiento activo de la tubería de calor, pero los autores concluyen que el grueso, La tapa litosférica estancada es una reliquia de la operación de la tubería de calor que cesó rápidamente hace varios cientos de millones de años.

Entre las características de la superficie más importantes de Marte se encuentran sus grandes volcanes, antiguos terrenos llenos de cráteres y la dicotomía de la corteza entre el hemisferio sur elevado y el hemisferio norte deprimido. No está claro qué procesos fueron responsables de la formación de la dicotomía, pero los autores concluyen que una litosfera antigua fuerte creada por el vulcanismo de la tubería de calor habría ayudado a la preservación de esta característica antigua. Similar, la Luna se destaca por tener una forma que está dramáticamente fuera del equilibrio hidrostático, pero preservar una forma de desequilibrio requiere un fuerte, litosfera de formación temprana. Los autores sostienen que una litosfera fuerte es precisamente el comportamiento esperado de un cuerpo que experimenta un enfriamiento por tubería de calor.

El equipo reunió geológico, Evidencia geoquímica y geocronológica de los cuerpos terrestres en nuestro sistema solar para mostrar que los tubos de calor pueden haber proporcionado el mecanismo principal de formación y resurgir de la corteza. La hipótesis del tubo de calor proporciona una explicación uniforme de las características comunes de los planetas terrestres conocidos que no han sufrido tectónica de placas y deben considerarse un aspecto importante de su evolución.

"El desarrollo de esta teoría es un gran ejemplo de cómo la exploración de nuestros vecinos planetarios, en este caso [la luna de Júpiter] Io, ha llevado a una comprensión más profunda de la Tierra y de los planetas rocosos de la galaxia, "dijo el Dr. William Moore, profesor de ciencias atmosféricas y planetarias, Universidad de Hampton, ESTADOS UNIDOS.

Los tubos de calor también deberían ocurrir en exoplanetas rocosos que orbitan otras estrellas. Un planeta que tiene el doble de masa que la Tierra debería tardar más del doble en enfriarse, porque el área de la superficie no crece tan rápido como la masa. Para grandes exoplanetas, la vida útil del modo tubo de calor puede exceder la vida útil de las estrellas parentales similares al Sol y, por lo tanto, es posible que nunca se observe ninguna fase tectónica de placas posterior. Este estudio nos obliga a repensar nuestras expectativas sobre qué tipos de superficies y atmósferas esperar a medida que expandimos nuestra exploración de otros sistemas solares.