Cientos de volcanes marcan la superficie de Io, la tercera más grande de las 78 lunas conocidas de Júpiter, y el único cuerpo de nuestro sistema solar, además de la Tierra, donde se puede observar un vulcanismo generalizado. La fuente del calor interno de la luna es radicalmente diferente a la de la Tierra, haciendo de la luna un sistema único para investigar el vulcanismo.

Un nuevo estudio en la revista AGU Cartas de investigación geofísica encuentra lo más poderoso de Io, volcán persistente, Loki Patera, se ilumina en una escala de tiempo similar a las pequeñas perturbaciones en la órbita de Io causadas por las otras lunas de Júpiter, que se repiten en un ciclo de aproximadamente 500 días terrestres.

Los nuevos resultados son sorprendentes porque los volcanes en Io no entran en erupción a tiempo con fluctuaciones más grandes en las tensiones mucho mayores infligidas a Io durante la órbita de la luna de 1,77 días terrestres alrededor de Júpiter. La fricción interna de estas tensiones genera el calor que alimenta los volcanes de Io, pero las tensiones fluctuantes durante el corto período de la órbita de Io no parecen presionar el magma hacia la superficie.

El nuevo estudio, que analizó 271 noches de observaciones de Loki Patera de los telescopios Keck y Gemini North de Hawai de 2013 a 2018, y observaciones más esporádicas que se remontan a 1987, sugiere el más suave, El ciclo de 500 días puede actuar en la escala de tiempo adecuada para mover el magma y llevarlo a la superficie de la luna en una erupción.

"Las tensiones en el interior de Io varían mucho durante esa órbita de 1,77 días, "dijo Katherine de Kleer, científico planetario del Instituto de Tecnología de California y autor principal del nuevo estudio. "Por lo que cualquiera ha podido decir, no hay variación en los volcanes de Io en esta escala de 1,77 días, por lo que es un poco contradictorio que veamos una respuesta durante un período más largo, cuando los cambios en el estrés son menores ".

Comprender esta dinámica puede proporcionar pistas sobre el misterioso interior de Io, así como el interior de otros cuerpos en el sistema solar calentados por un tirón fluctuante de la gravedad. un efecto llamado calentamiento de las mareas.

"No sabemos casi nada sobre cómo son las cámaras y conductos de magma de Io, por lo que el comportamiento de Loki Patera nos está dando una pequeña ventana a un área donde actualmente no tenemos información, "dijo de Kleer.

Baile lunar

Io tiene un interior cálido porque su órbita cerrada alrededor de Júpiter no es circular. La luna está atrapada en una órbita excéntrica porque resuena con las lunas más grandes de Júpiter, vecina Europa y Ganímedes, atrapados entre su influencia y la enorme gravedad de Júpiter.

La órbita de Europa alrededor de Júpiter es dos veces más larga que la de Io, y la órbita de Ganímedes es dos veces más larga que la de Europa. Este ritmo 1:2:4 significa que el tirón de la gravedad de las otras dos lunas se repite consistentemente a medida que Io orbita alrededor de Júpiter.

La distancia de Io a Júpiter cambia a lo largo de su órbita elíptica, por lo que experimenta una cantidad diferente de la gravedad de Júpiter cuando gira alrededor del planeta masivo. El tirón cambiante de Júpiter y las otras lunas estira y comprime a Ío en su órbita de dos días alrededor de Júpiter. Esto genera suficiente calor a partir de la fricción dentro de los materiales del interior de la luna para derretir la roca en magma.

Los investigadores que estudian los más de 400 volcanes en Io han buscado evidencia de que hacen erupción en el mismo ritmo. Tal fluctuación con la órbita diaria ocurre en Encelado, la luna de Saturno, que tiene un océano subterráneo que brota a través de las grietas en la superficie helada de la luna. Los géiseres de agua en Encelado florecen más cuando la luna está en su punto más alejado de Saturno y las fracturas que originan los géiseres se abren.

Pero el nuevo estudio no encontró evidencia de que Loki Patera mantenga el mismo tiempo que la órbita de dos días de Io alrededor de Júpiter. En lugar de, su brillo parece fluctuar en una escala de tiempo similar a las perturbaciones sutiles en la órbita de Io.

Aunque la resonancia orbital con Europa y Ganímedes ejerce los mayores efectos de marea en Io, las lunas vecinas también deforman ligeramente la forma de la órbita de Io en ciclos que duran 480-484 días y 461-464 días. Loki Patera parece estallar en un ciclo similar a este período de tiempo, según el nuevo estudio.

Flujo lento

De Kleer y sus colegas piensan que las diferentes dinámicas en Io y Encelado pueden tener que ver con la forma en que los fluidos se mueven a través de los poros o grietas en la roca. El magma se parece más a la miel o la pasta de dientes que al agua. No responde tan rápido como el agua al exprimirse. El período de la órbita de Io puede ser demasiado corto para que los efectos de las mareas en el interior de la luna entren en erupción en la superficie.

"El magma de la corteza de Io tarda en fluir, "dijo Francis Nimmo, un geofísico de la Universidad de California en Santa Cruz y coautor del nuevo artículo. "Si aprieta y estira la corteza rápidamente, no pasa nada; pero si lo aprietas y estiras mas despacio, el magma tiene tiempo de moverse lo suficiente como para llenar un conducto volcánico, causando una erupción. Es similar a la forma en que puedes correr sobre arena mojada, pero si caminas despacio, tus pies se hunden ".

Lo que los científicos aprenden sobre los efectos del calentamiento de las mareas al estudiar Io podría aplicarse a Europa y a otros cuerpos en todo el sistema solar que se calientan por las mareas. según los autores del nuevo estudio.

"En otros mundos es más difícil estudiar este proceso planetario fundamental porque no genera estos volcanes que son tan fáciles de observar, ", dijo de Kleer." Io sirve como un laboratorio para obtener información sobre este proceso que luego se puede aplicar a otras lunas en el sistema solar ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.