Descubren que la luna de Júpiter Ío tiene actividad volcánica desde hace miles de millones de años

• El satélite Ío, el más cercano a Júpiter, era aún más volcánico en el pasado
• El próximo objetivo es descubrir qué otros gases puede haber perdido Ío

Reconstrucción de un lago de lava de la luna Ío NASA/JPL / Europa Press

Una medición de los isótopos de azufre detectados en la atmósfera de la Luna Ío establece que este satélite tiene volcanes activos desde hace miles de millones de años, debido a su configuración con respecto a Júpiter.

Ío es el lugar con mayor actividad volcánica del sistema solar, ya que durante su órbita de 1,8 días es comprimida gravitacionalmente por el planeta Júpiter y provoca erupciones volcánicas más grandes que cualquier otra en la Tierra hoy en día.

Europa, Ganímedes e Ío, tres satélites de Júpiter, están en una configuración orbital conocida como resonancia de Laplace, es decir, por cada trayectoria de Ganímedes, Europa hace dos órbitas e Ío completa cuatro. Ante esto, las tres lunas se atraen gravitacionalmente entre sí por lo que se ven obligadas a adoptar trayectorias elípticas en lugar de redondas. Este hecho permite que la gravedad de Júpiter caliente el interior de las lunas y como resultado provoca el vulcanismo del satélite de Ío y añade calor al océano líquido subterráneo de Europa.

Dos estudios descubren la actividad volcánica en Ío

Dos nuevos informes de investigadores de Caltech han medido los isótopos de azufre dentro de la atmósfera de Ío y han determinado que las lunas han estado atrapadas en esta danza resonante durante miles de millones de años.

Además, el satélite está en constante transformación, lo que conlleva que su superficie solo tiene alrededor de un millón de años. Los investigadores examinaron las sustancias químicas en su atmósfera y tuvieron que saber cuánto azufre ligero falta para averiguar durante cuánto tiempo esta luna ha tenido los volcanes activos.

Por otro lado, Ío no tiene agua, por lo que el componente principal de los gases que arrojan sus volcanes es el azufre, lo que da lugar a una atmósfera compuesta en un 90% de dióxido de azufre. Durante los ciclos volcánicos dinámicos de esta luna, los gases cercanos a la superficie quedan sumergidos nuevamente en el interior y son regurgitados nuevamente a la atmósfera.

No obstante, la superficie no es la única característica que está en un cambio constante, dado que su atmósfera también es desviada hacia el espacio a una velocidad de una tonelada por segundo causado por las colisiones con partículas cargadas en el campo magnético de Júpiter.

Resultados de la investigación

A partir de meteoritos, los científicos han determinado que el sistema solar se formó con una proporción de aproximadamente 23 átomos de azufre-32 por cada átomo de azufre-34. Si Ío no hubiera cambiado desde su formación, hoy tendría la misma proporción.

Sin embargo, el nuevo estudio ha mostrado que este satélite ha perdido entre el 94% y el 99% de su azufre original, lo que significa que la luna ha estado volcánicamente activa durante miles de millones de años mientras perdía azufre en el espacio todo el tiempo. 

La duración del vulcanismo de este satélite indica que quedó atrapado en una resonancia orbital con Europa y Ganímedes muy poco después de la formación de las lunas. Esto respalda las predicciones de los modelos de los últimos 20 años que muestran que estas lunas galileanas (Ío, Europa, Ganímedes) deberían entrar en esta resonancia muy pronto después de su formación. 

"El sistema joviano es sólo uno de los muchos ejemplos de lunas, e incluso exoplanetas, que ocurren en este tipo de resonancias", ha explicado la profesora asistente de ciencia planetaria y astronomía, Katherine de Kleer.

Ío era más volcánica en el pasado

En el artículo de JGR-Planets, dirigido por el ex becario postdoctoral de Caltech, Ery Hughes, los investigadores realizaron un modelado sofisticado del sistema de azufre de Ío para explorar escenarios potenciales para la historia de la luna, incluidos algunos en los que el satélite fue incluso más volcánicamente activo en el pasado de lo que es en la actualidad.

 "Debido a que falta mucho azufre ligero, la atmósfera que medimos hoy es relativamente 'pesada' en términos de azufre. La clave para lograr ese azufre pesado en la atmósfera de Ío es el proceso de enterrar el azufre pesado nuevamente en el interior de este, de modo que pueden ser liberados por los volcanes una y otra vez", ha expresado un geoquímico de fluidos volcánicos en GNS Science en Nueva Zelanda. Además, añade que su modelo "muestra que el azufre queda atrapado en la corteza de Ío mediante reacciones entre las heladas ricas en azufre, que se depositan desde la atmósfera y el propio magma".

El próximo objetivo de los investigadores es descubrir qué otros gases puede haber perdido Ío a lo largo de su larga historia dinámica.