Mientras que los volcanes encienden todo tipo de caos en la Tierra, los volcanes de hielo en el espacio impulsan el cambio geológico de una manera completamente diferente. Los paisajes de las lunas heladas en nuestro sistema solar no están formados por flujos de lava fundidas, sino por agua que hierve y se congela simultáneamente debido a una presión extremadamente baja en el espacio.
Un nuevo estudiar publicado en Letras de la Tierra y Ciencias Planetarias ha recreado el ambiente de presión casi cero del espacio para determinar cómo los flujos de agua afectan la superficie de las lunas heladas. Los experimentos realizados en una cámara de baja presión revelaron que, en estas lunas, las burbujas de vapor se elevan en agua y fracturan la capa superior de hielo, creando una superficie con una variedad de características geológicas.
Erupciones acuosas en lunas heladas
Se han observado volcanes de hielo, conocidos más formalmente como criovolcanes, en varias lunas en el sistema solar externo, como Europa (una luna de Júpiter), Encelado (una luna de Saturno) y Triton (una luna de Neptuno).
Estas lunas están envueltas en una superficie externa hecha de hielo, pero muchas también tienen vastos océanos subterráneos escondido debajo de su corteza. En algunas de las lunas, se han observado que los chorros de vapor de agua y partículas de agua estallan en el espacio en un proceso llamado “criovolcanismo explosivo”.
Los científicos no saben los mecanismos exactos que desencadenan erupcionespero el nuevo estudio ha arrojado luz sobre una forma en que el agua subsuperficial puede pasar por la corteza helada de las lunas, otro proceso llamado “criovolcanismo efusivo”. Este proceso ocurre cuando el agua líquida se extiende hasta la superficie, similar a la forma en que la lava fluye de las fisuras en la tierra.
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Burbujeando a la superficie
Para comprender cómo se desarrollaría la efusiva criovolcanismo en una luna como Europa o Encelado, los investigadores involucrados con el nuevo estudio recurrieron a una cámara de baja presión ubicada en la Universidad Abierta del Reino Unido, llenaron la gran cámara sucia de Marte (o “George”, como se le apodó) con grandes volúmenes de agua para dirigir sus experimentos.
Cuando se bajó la presión, el agua comenzó a hervir y burbujear a pesar de permanecer frío. Esto se debe a que cuando la presión disminuye, el punto de ebullición del agua también lo hace. Cuando el agua llegó a su punto de congelación, se formaron piezas de hielo flotantes y crecieron hasta que una lámina delgada cubrió la mayor parte del agua.
Pero incluso después de que se formó la capa de hielo, el agua líquida continuó herviendo. A medida que las burbujas subían en el agua, quedaron atrapados debajo del hielo, lo que provocó que se acumulara presión y creara grietas en el hielo a través de las cuales el agua podía escapar.
“Descubrimos que el proceso de congelación del agua bajo muy poca presión es mucho más complejo de lo que se pensaba”, dijo el autor principal Petr Broz, investigador de la Academia de Ciencias de la Checa, en un declaración. “En tales condiciones, el agua hierve rápidamente incluso a bajas temperaturas, ya que no es estable a baja presión. Simultáneamente, se evapora y comienza a congelarse, impulsado por el intenso efecto de enfriamiento causado por la evaporación misma. La corteza de hielo de la corteza de hielo se enrolla repetidamente.
Explorando los criovolcanes en el sistema solar
Los experimentos que imitan las condiciones cercanas al vacío de Europa y Encelado mostraron cómo esas lunas se transforman con los flujos de agua, que dan forma a la corteza helada desigual con protuberancias y depresiones.
Los investigadores dicen que estas características geológicas podrían terminar siendo un objetivo clave para que las futuras misiones analicen, y que pueden ocurrir no solo en las lunas heladas sino también en otros cuerpos planetarios del sistema solar.
“Estas irregularidades topográficas, causadas por un vapor atrapado debajo del hielo, pueden dejar distintas firmas que podrían ser detectables orbitando la nave espacial, por ejemplo, por aquellos equipados con radares, ofreciendo una nueva forma potencial de identificar la antigua actividad criovolcánica”, dijo el autor Manish Patel, un científico planetario de la universidad abierta. “Esto podría proporcionar valiosas pistas para planificar misiones futuras para estos mundos remotos, y ayudarnos a comprender mejor el proceso aún misterioso de criovolcanismo”.
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Jack Knudson es editor asistente de Discover con un gran interés en la ciencia e historia del medio ambiente. Antes de unirse a Discover en 2023, estudió periodismo en el Scripps College of Communication en la Universidad de Ohio y previamente internado en la revista Recycling Today