Io, luna de Júpiter, a través de un análisis de los isótopos de azufre y cloro presentes en su atmósfera, ofrece información sobre su continua actividad volcánica a lo largo de los 4.570 millones de años de historia del sistema solar. Cabe mencionar que Ío destaca como el cuerpo celeste con mayor actividad volcánica del sistema solar.
Los fenómenos volcánicos observados en Ío se atribuyen a los efectos del calentamiento por marea resultante de la fricción generada dentro de la Luna debido a las fuerzas gravitacionales ejercidas por Júpiter y lunas vecinas como Europa y Ganímedes. Sin embargo, sigue habiendo una brecha significativa en nuestra comprensión de cuánto tiempo esta luna ha experimentado una actividad volcánica tan significativa. Los procesos volcánicos en curso en Io contribuyen a una superficie dinámica que sufre una remodelación continua, presentando así una crónica geológica que refleja principalmente los millones de años más recientes de su evolución. El estudio de mediciones isotópicas estables de elementos volátiles en la atmósfera de Ío es prometedor para dilucidar la historia volcánica impresa en esta enigmática luna.
El Dr. Ery Hughes, destacado geoquímico de fluidos volcánicos de GNS Science, afirma el estatus de Ío como una luna excepcionalmente activa de Júpiter, caracterizada por intensas manifestaciones volcánicas. En particular, la resonancia orbital de Ío con las lunas más grandes, Europa y Ganímedes, desempeña un papel clave en la configuración de su paisaje volcánico. Este modelo de resonancia determina que por cada órbita que completa Ganímedes alrededor de Júpiter, Europa completa dos órbitas e Io completa cuatro órbitas.
Por lo tanto, la órbita elíptica de Ío alrededor de Júpiter, influenciada por las diferentes fuerzas gravitacionales ejercidas cíclicamente por las lunas vecinas, desencadena mecanismos de calentamiento de mareas en el interior de Ío, similares a los fenómenos de mareas observados en la Tierra debido a la atracción gravitacional de la Luna.
Sin embargo, la extensión temporal de la actividad volcánica de Ío sigue siendo una cuestión de incertidumbre, al igual que las preguntas sobre posibles variaciones en este comportamiento volcánico a lo largo de la larga historia de Ío, de 4.570 millones de años. La magnitud del vulcanismo en Ío da como resultado una renovación constante de su superficie, borrando importantes rastros de su pasado geológico. Afortunadamente, la investigación centrada en el azufre y sus composiciones isotópicas proporciona una ventana al patrimonio volcánico de Ío.
En una investigación reciente, la Dra. Hughes, en colaboración con la investigadora de Caltech, la Dra. Katherine de Kleer y su cohorte científica, utilizó el Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Atacama para examinar los gases en el área dispersa de la atmósfera de Ío. A través de esta campaña de observación, los investigadores intentaron discernir las proporciones de isótopos estables de las moléculas que contienen azufre y cloro en la composición atmosférica de Io.
Los investigadores determinaron que ambos elementos tienen una concentración significativamente alta de isótopos pesados en comparación con los valores típicos observados en el sistema solar. Este fenómeno resulta del agotamiento de isótopos más ligeros en la atmósfera superior, a medida que los materiales experimentan procesos de reciclaje continuo entre el interior de Io y sus capas atmosféricas.
Los resultados del estudio sugieren que Io eliminó aproximadamente entre el 94 y el 99 % del azufre involucrado en este mecanismo continuo de desgasificación y reciclaje. Esta deducción implica que Ío debió haber mantenido su nivel actual de actividad volcánica durante toda su existencia. Según el Dr. Hughes, la liberación de azufre desde el interior de Ío a la atmósfera se produce debido al calentamiento de las mareas generado por la actividad volcánica.
Parte del azufre escapa al espacio bajo la influencia de la magnetosfera de Júpiter, caracterizada por una multitud de partículas cargadas que orbitan alrededor de Júpiter e impactan constantemente en la atmósfera de Ío. El azufre restante finalmente se reabsorbe dentro de Ío, allanando el camino para que se reanude el proceso cíclico. Durante este ciclo, los isótopos del mismo elemento exhiben características de peso distintas, lo que lleva a variaciones sutiles en su comportamiento.
Notamment, le soufre perdu dans l'espace par Io a tendance à être quelque peu plus léger sur le plan isotopique que le soufre qui est recyclé à l'intérieur de Io, ce qui fait que la teneur en soufre de Io devient progressivement plus lourde a lo largo del tiempo. La alta presencia de azufre isotópicamente pesado en la atmósfera de Ío, que excede el promedio del sistema solar, sugiere que Io probablemente haya eliminado casi todo su azufre original.
A través de simulaciones numéricas, se infiere que Io permaneció volcánicamente activo durante miles de millones de años, lo que indica que el calentamiento de las mareas y la resonancia orbital prevalecieron durante la mayor parte de la historia de Io. En el futuro, la fluctuación en la composición isotópica de azufre de la atmósfera de Ío podría servir como un indicador valioso para determinar la tasa promedio de calentamiento por mareas experimentado por Ío.
Fuente:
https://www.sci.news/astronomy/volcanically-active-io-12879.html
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