Este es el mejor análisis de Ío, el cuerpo celeste con más actividad volcánica del sistema solar

Hace unos 40 años, la sonda Voyager 1 pasó volando junto a una de las grandes lunas de Júpiter y reveló algo asombroso. La luna rocosa, llamada Ío, es una campeona volcánica que alberga los primeros volcanes en erupción observados fuera de la Tierra. Algunos de sus cientos de cráteres ardientes son mucho más extensos que nuestras ciudades más vastas. Las potentes erupciones de Ío pueden producir penachos de proporciones épicas que alcanzan alturas de 480 kilómetros.

Ahora, los científicos que han analizado cinco años de imágenes sacadas desde la cima de un volcán hawaiano han desvelado el atlas más detallado de esta luna insólita. Su trabajo, publicado recientemente en The Astronomical Journal, nos recuerda lo lejos que hemos llegado desde que la Voyager nos envió las primeras imágenes pixeladas de los penachos de Ío.

La investigación también confirma que Ío es aún más extraña y más difícil de explicar de lo que creíamos. Los volcanes no parecen estar en los lugares adecuados, las erupciones más brillantes parecen encontrarse en un solo hemisferio y Loki Patera —una depresión llena de lava de casi 21 000 kilómetros cuadrados— se niega rotudanmente a seguir las reglas establecidas.

Aunque los nuevos datos están plagados misterios, también suponen «un regalo para la comunidad de científicos planetarios», afirma la coautora Ashley Davies, vulcanóloga del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Al fin y al cabo, las erupciones de Ío, abundantes pero geoquímicamente primitivas, son similares a las terrestres, por eso el estudio de Ío es un medio para comprender las grandes erupciones que han ocurrido aquí en los últimos 500 millones de años.

«Es una ventana al pasado de la Tierra», afirma Davies.

Siguiendo la corriente

A diferencia de la actividad terrestre, el vulcanismo de Ío no esta potenciado por el calor atrapado resultante de su formación ni por la descomposición de los compuestos radiactivos naturales de sus rocas. Es la consecuencia de sus extrañas travesuras orbitales.

Con Europa, Ganímedes y Calisto, Ío es uno de los cuatro satélites galileanos de Júpiter. Estas grandes lunas, descubiertas por Galileo Galilei en 1610, pueden verse desde la Tierra con un telescopio pequeño. Resulta que por cada órbita que completa Ío alrededor del gigante gaseoso, Europa orbita dos veces y Ganímedes, cuatro. Este patrón de resonancia orbital significa que la órbita de Ío se ve obligada a ser más elíptica de lo que sería, y la atracción gravitatoria resultante entre las lunas hace que la superficie de Ío varíe hasta 100 metros.

Junto a la atracción gravitatoria de Júpiter, este balé orbital genera una cantidad enorme de calor por fricción dentro de Ío que, en última instancia, produce una gran cantidad de magma, algo que predijo un estudio de 1979 antes de que se observaran los penachos volcánicos en su superficie.

Gracias a su extraño vulcanismo, Ío es un mundo de extremos extravagantes. Su atmósfera, efímera e inestable, es demasaido fina para atrapar calor, por eso su temperatura en superficie es de -130 °C. En cambio, algunas de sus coladas de lava superan los 1600 °C, temperaturas que no se han documentado en la Tierra actual.

Alfred McEwen,  geólogo planetario de la Universidad de Arizona, explica que aunque Ío tiene aproximadamente 4500 millones de años, su copiosa producción de lava significa que su superficie apenas tiene más de un par de millones de años. Sus volcanes suelen adoptar la forma de calderas deprimidas en la corteza, denominadas pateras. A veces contienen coladas de lava, a veces rebosan y a veces las explosiones propulsan material hacia el cielo.

El dios embaucador

Con tanta complejidad volcánica por desentrañar, Katherine de Kleer, líder de la investigación y científica planetaria del Instituto de Tecnología de California, recurrió a los observatorios Keck y Gemini en el Mauna Kea, Hawái, para estudiar en detalle cómo cambiaba el comportamiento de Ío con el paso del tiempo. Como había mucha gente en la lista de espera para utilizar estos telescopios, a veces solo podía observar durante 20 minutos, pero hacerlo durante cinco años la ayudó a construir un conjunto de datos considerable.

Como era de esperar, Loki Patera destacó. Loki Patera, el volcán más potente y persistente de Ío, es responsable de un 10 por ciento de la producción de calor total de la luna. La combinación de los datos antiguos con las nuevas observaciones parece mostrar que la actividad del volcán se intensifica y se atenúa cada 460 o 480 días, algo que según Kleer concuerda con las repetidas variaciones de la órbita elíptica de Ío.

Se necesitarán más datos para verificar este patrón y, ahora mismo, cuesta comprobar si los volcanes menos potentes de Ío siguen un ciclo similar. McEwen afirma que es una suposición razonable, ya que el brillo de los penachos de polo sur en la luna helada Encélado también varía conforme orbita alrededor de Saturno.

Pero Kleer advierte que cada vez que alguien escribe un artículo científico afirmando saber qué ocurre en Loki Patera, su comportamiento posterior contradice dicho artículo.

Hace poco más de un año, un equipo dirigido por Julie Rathbun, científica del Instituto de Ciencia Planetaria, empleó el ciclo aparente de intensificación y atenuación de Loki Patera para predecir que la próxima erupción comenzaría en mayo de 2018, y tenían razón. A continuación, predijeron que debería producirse una erupción en septiembre de este año, pero en lugar de eso observaron un paroxismo colosal a principios de junio que, contra todo pronóstico, finalizó unos días después.

«¡Tenemos que dejar de poner nombres de dioses embaucadores a estas formaciones!», exclama Rathbun.

Se cree que la regeneración del lago de lava podría afectar a la intensificación y atenuación de Loki Patera. Cuando algunas partes del lago de lava se enfrían, se hunden por debajo de la superficie, lo que podría desencadenar un patrón progresivo de ondas que se observa en la superficie. Por desgracia, según Davis, cuesta obtener respuestas satisfactorias de la comparación de Loki con los lagos de lava terrestres modernos, ya que la patera es demasiado grande como para escalar sin más los mecanismos terrestres.

Cuestiones candentes

Los datos también parecen confirmar otro misterio de Ío: las erupciones brillantes dominan el hemisferio posterior de Ío, la cara posterior del satélite por su movimiento orbital alrededor de Júpiter. Por ahora, nadie puede explicar este sesgo volcánico, y de Kleer afirma que «en este momento, es completamente enigmático».

Además, los propios volcanes no parecen encontrarse en las ubicaciones previstas por los modelos. Dependiendo de qué parte del interior de Ío experimente calentamiento de marea, los modelos predicen que se deberían observar más volcanes bien cerca de los polos, bien cerca del ecuador. Sin embargo, las observaciones ponen de manifiesto que las posiciones reales de los volcanes de Ío no coinciden con ninguno de los modelos de calentamiento principales.

También se debate el aspecto de su subsuelo infernal. Los sobrevuelos cercanos de la sonda Galileo en los 90 y a principios de la década del 2000 aportaron algunas pruebas, y algunos expertos sugieren que hay un gigantesco océano de magma bajo la superficie. Pero también es posible que Ío tenga embolsamientos de magma en lugar de un océano gigante, o incluso una capa esponjosa llena de fluidos.

Ío también experimenta erupciones «explosivas» que son tan potentes que una sola duplica el brillo de Ío. Pese a haber observado tres en solo dos semanas en 2013, de Kleer no ha visto nada igual en los cinco años siguientes. «Es raro», afirma. «¿Qué son?».

Nuevas perspectivas

Aunque puede dar la sensación de que el nuevo estudio plantea más preguntas que respuestas, el trabajo pone de manifiesto cómo comprender mejor Ío podría ayudarnos a desentrañar los misterios de la Tierra y otros cuerpos celestes geológicamente activos.

«La historia de la vulcanología consiste en analizar depósitos antiguos y quedarte perplejo», afirma McEwen. «Después ves cómo entra en erupción y dices: “Vale, ahora lo entiendo”». Igualmente, observar las erupciones de Ío ayudaría a desentrañar la historia de las antiguas erupciones de nuestro planeta. Entre ellas figuran las escaleras siberianas, cuyas potentes y prolongadas erupciones probablemente provocaron la peor extinción en masa en la historia de la Tierra.

Comprender los efectos de la fuente térmica de Ío también podría arrojar luz sobre las profundidades de mundos acuosos como Encélado. Allí, una aceleración de marea podría haber contribuido a la creación de un océano líquido con influencia geotérmica bajo la capa helada de la luna, que además podría ser adecuado para la vida.

«Ío cambió nuestra perspectiva del futuro de la exploración y de lo que podríamos encontrar», afirma Linda Morabito, la primera persona que detectó vulcanismo en Ío cuando trabajaba en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 1979. Por eso no es de extrañar que McEwen y sus colegas quieran enviar una sonda a Ío, un acercamiento perfecto para complementar las nuevas y revolucionarias observaciones del faro del sistema solar.