A pesar de toda la diversidad geológica y la larga historia de la Tierra, este planeta nunca ha tenido un volcán helado.Pero Plutón tiene.Y ese vulcanismo criogénico ha formado parte de las características superficiales de las enanas de hielo.
La estructura resultante es única en el sistema solar.
Cuando la nave espacial New Horizons visitó Plutón en 2015, resultó ser más complejo de lo que habían imaginado los científicos planetarios.Las imágenes de las cámaras de las naves espaciales mostraron una superficie geológicamente mucho más activa y compleja de lo esperado.En 2016, un año después de que la nave espacial orbitara Plutón, el científico del proyecto New Horizons, Hal Weaver, dijo: “Estamos asombrados por la belleza y la complejidad de Plutón y sus lunas y estamos entusiasmados con los descubrimientos por venir”.
Un nuevo artículo publicado en la revista Nature Communications presenta uno de estos hallazgos, y Weaver es uno de los autores.la tesis esCeniza volcánica criogénica a gran escala emerge en Plutón.La autora principal es Kelsi Singer de Southwest Labs en Boulder, Colorado. Singer es científico planetario y científico asistente del proyecto en la misión New Horizons.
Alan Stern, científico investigador principal de New Horizons en el Southwest Research Institute, dijo: “Este estudio recién publicado muestra cuánto carácter geológico tiene Plutón para un planeta tan pequeño y cuánto geológico tiene durante un largo período de tiempo. Un verdadero un hito que muestra una vez más lo increíbles que han sido”.”Incluso años después del vuelo, los nuevos resultados de Singer y sus colegas muestran que podemos aprender mucho más sobre las maravillas de Plutón de lo que podríamos haber imaginado antes de explorarlo de cerca”.
La misión New Horizons visitó y visitó el Cinturón de Kuiper, dejando atrás a Plutón hace unos años.486958 Arrochos(Ultima Thule) y otros objetos del Cinturón de Kuiper.Pero los científicos todavía están trabajando con más de seis gigabytes de datos proporcionados por los otros siete instrumentos científicos de la nave espacial mientras la nave espacial está en vuelo.También llevó mucho tiempo obtener los datos, ya que las grandes distancias y otras limitaciones de la misión limitaron la transmisión de datos desde la nave espacial a 1 kbit/s por transmisor.
El nuevo estudio proviene de algunos de los datos obtenidos con tanto esfuerzo y muestra que Plutón ha sufrido varios períodos de vulcanismo criogénico que cambia su superficie.Esa actividad ha dado forma a la superficie de una manera que no se ve en ningún otro lugar de nuestro sistema solar.Según un comunicado de prensa que anuncia los hallazgos, el material debajo de la superficie de Plutón era “… Grandes cúpulas y colinas, montículos y depresiones flanqueaban un área elevada”.
“La estructura específica que hemos estudiado, al menos hasta ahora, solo se ha visto en Plutón”, dijo el autor principal Singer.”Parece que la actividad volcánica criogénica, en lugar de la erosión u otros procesos geológicos, ha empujado grandes cantidades de material fuera de Plutón, y New Horizons ha resurgido de cerca regiones enteras del hemisferio”.
La región criovolcánica tiene múltiples cúpulas grandes que tienen de 1 a 7 km (alrededor de 0,5 a 4 millas) de altura y más de 30 a 100 km (alrededor de 18 a 60 millas) de ancho, que a veces se fusionan para formar estructuras más complejas.Las estructuras más altas son casi tan altas como el Mauna Loa de Hawái.El terreno Hummerky, formado por colinas, montículos y depresiones interconectados irregularmente, cubre los lados y la parte superior de algunas de las estructuras más grandes.No hay cráteres de impacto en el área, y evidencia de la juventud geológica del área.
La ausencia de un cráter de impacto en la región brinda a los científicos información sobre la historia de Plutón.La combinación de la juventud geológica de la región y la topografía volcánica criogénica sugiere que el interior de Plutón ha sido cálido en el pasado reciente.La convección interna depositó material rico en hielo en la superficie.
La superficie de Plutón está demasiado fría para que fluya hielo de agua.Las temperaturas típicas de la superficie son alrededor de -240C a -215C (35 a 60K, -400 a -350F).“A estas bajas temperaturas, el hielo de agua pura debería formar un lecho rocoso que normalmente está inmóvil… ”, dice el estudio.El amoníaco y las sales en la mezcla de hielo pueden retrasar la congelación. “… Sin embargo, la temperatura de la superficie de Plutón es tan fría y la presión atmosférica es tan baja que la congelación de los fluidos de la superficie seguirá ocurriendo en escalas de tiempo geológico relativamente cortas”.
El instrumento de New Horizons detectó amoníaco o compuestos de amoníaco cerca de una grieta en la superficie de Plutón, donde el fluido criogénico podría fluir hacia la superficie.Sin embargo, el área de estudio no mostró una señal clara de amoníaco.Sin embargo, una fina capa de metano congelado estacionalmente cubre las regiones de baja altitud de Plutón, y el amoníaco es “… Puede estar enmascarado por las propiedades del metano”, escriben los autores.
Debido a las propiedades anticongelantes del amoníaco, los investigadores creen que es probable que las sustancias criogénicas fluyan con la concentración de la pasta de dientes.Los glaciares se habrían movido por la superficie como lo hacen en la Tierra.Alternativamente, la parte superior sólida congelada cubre el material que fluye y el material debajo continúa fluyendo.Después de todo, todo está congelado en la forma que vio New Horizons en 2015.
Según los investigadores, los procesos geológicos distintos del vulcanismo helado no pueden explicar estas características.”Estas características geológicas no parecen estar formadas principalmente por erosión ni parecen estar compuestas principalmente de hielo volátil”, escriben los autores en el estudio.“Sugerimos que grandes cantidades de material expulsado de múltiples fuentes para formar las muchas cúpulas y crestas grandes que se encuentran en esta área.
Algunos detalles aún no están claros.Si la actividad volcánica congelada formó estas características, debería haber alguna evidencia de su origen.También debe haber evidencia de flujo direccional.“La falta de indicación del área de ventilación de la fuente o la direccionalidad del movimiento del material dificulta determinar positivamente el mecanismo de colocación del material en la superficie”, explica el estudio.
Pero esto es Plutón, no la Tierra, y gran parte de nuestra comprensión inicial proviene de lo que sucede en la Tierra.“Los escenarios descritos anteriormente demuestran cómo el modelo de ubicación estándar (principalmente derivado de estudios terrestres) puede no ser directamente aplicable a Plutón”, explican los autores.”Las características geológicas de la región de Wright Mons son morfológicamente diferentes de otras regiones de Plutón y tienen poca semejanza con la mayoría de la topografía en otros cuerpos celestes del sistema solar”.
Los autores dicen que las investigaciones sobre los datos de New Horizons, y específicamente sobre las funciones de Wright Mons, brindan pistas sobre su formación.El tamaño y la complejidad morfológica de las estructuras criovolcánicas es “… Las fuentes se refieren a múltiples fuentes subterráneas debajo de la estructura.
“Este escenario permite un mecanismo de formación consistente para todos los grandes ascensos y descensos, algunos abovedados o anulares y otros de formas complejas a través de la fusión de diferentes ascensos”, explican los autores.
La existencia de estas características superficiales volcánicas criogénicas es problemática para los científicos planetarios que estudian Plutón.Según los conocimientos científicos actuales, el flujo de calor dentro de Plutón es mínimo.”Dado el flujo de calor bajo esperado dentro de Plutón y la temperatura fría de la superficie de Plutón, movilizar un material compuesto principalmente de hielo es un desafío térmico”, señalan los autores.
Sin embargo, estas características existen y la falta de un cráter de impacto aparente en la región puede haber resultado en erupciones volcánicas criogénicas en tiempos geológicos recientes.Pero ver estas características como un problema es solo una parte de eso.También son piezas del rompecabezas de Plutón.”Varias estructuras criogénicas gigantes de hielo de agua brindan nueva información para comprender la historia térmica de Plutón”, dice el documento.
Se pone realmente interesante aquí.Investigaciones anteriores han demostrado que el rompecabezas térmico de Plutón puede contener capas de clatrato.
Al principio, el núcleo rocoso de Plutón, al igual que otros sistemas solares rocosos, contendría elementos radiactivos que generan calor a través de la descomposición.Ese calor habría mantenido el mar subterráneo en forma líquida.Pero si todo eso estuviera involucrado, la superficie de Plutón se vería diferente.Los cambios significativos en el grosor de la capa de hielo de Plutón sugieren que el calor no llega a la superficie.
todosestudio 2019mostró que la capa de inclusión entre el océano y la superficie de la capa de hielo podría aislar el océano de la capa.Cuando parte del calor almacenado en el océano se libera a través de la capa de inclusión, puede ocurrir el flujo criovolcánico que generó Wright Mons, Piccard Mons y todas las características relacionadas e interconectadas.Un estudio de 2019 afirma: “La formación de capas delgadas de clatrato en los océanos subterráneos puede ser un mecanismo general importante para mantener océanos subterráneos de larga duración en satélites de hielo relativamente grandes pero mínimamente calentados y objetos del Cinturón de Kuiper”.
Las características geológicas de los volcanes criogénicos jóvenes añaden peso a la idea de que Plutón tiene un océano subterráneo similar a algunas lunas fuera de la línea de congelación del sistema solar.“… Los modelos sugieren que los océanos ricos en agua subterránea podrían potencialmente persistir desde Plutón hasta el presente”, dice el estudio.”Se predice que todos los océanos existen a más de 100-200 km por debajo de la superficie de Plutón, que suele ser el fondo de la corteza de hielo”, explican los autores.El afloramiento de convección en el océano podría explicar la erupción de masa criogénica en la superficie de Plutón.
Si había alguna duda sobre el valor de enviar una nave espacial a Plutón, una investigación como esta las deja de lado.Cada vez que enviamos una nave espacial a uno de los destinos distantes de nuestro sistema solar, nos sorprende la variedad de cosas que aprendemos.
Quizás el próximo paso en nuestros esfuerzos por comprender a Plutón sea un orbitador.Los orbitales nos permiten mapear completamente la superficie, pero New Horizons no pudo hacerlo durante un sobrevuelo.No solo podría mapear la superficie, sino que el orbitador también debería poder determinar la existencia del océano debajo de la superficie.
Pero un módulo de aterrizaje real es mejor.El problema es que la baja gravedad y la delgada atmósfera de Plutón dificultan la desaceleración de los módulos de aterrizaje.Todos los módulos de aterrizaje deben reducir la velocidad y llevar un motor y combustible para un aterrizaje seguro.Es complicado y costoso para un destino tan remoto.Una de las soluciones propuestas esOrbitadores y módulos de aterrizaje de Plutón fusibles.No hay misiones planificadas a Plutón en las circunstancias actuales.
Pero eso está bien.Todavía hay muchos datos de New Horizons para mantener ocupados a los científicos.Y los datos revelan muchos hechos sorprendentes sobre el mundo helado como Plutón.
“Uno de los beneficios de explorar nuevos lugares en el sistema solar es que descubrimos cosas que no esperábamos”, dijo Singer.“Este gigantesco volcán frío de aspecto extraño observado por New Horizons es un gran ejemplo de cómo estamos ampliando nuestro conocimiento sobre la actividad volcánica y la actividad geológica del mundo de hielo”.
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