Lava și înghețul ar putea forma bulgării misterioși de pe Io, luna lui Jupiter

Pe Io, luna lui Jupiter, lava care se strecoară sub îngheț poate da naștere unor câmpuri de dune înalte.

Această descoperire, descrisă la 19 aprilie în Nature Communications, sugerează că dunele ar putea fi mai frecvente pe alte lumi decât se credea până acum, deși bulgării se pot forma în moduri ciudate.

„Într-un anumit sens, aceste [other worlds] par mai familiare”, spune George McDonald, un cercetător planetar de la Universitatea Rutgers din Piscataway, N.J. „Dar cu cât te gândești mai mult la ele, par din ce în ce mai exotice”.

Io este o lume aglomerată de vulcani în erupție, creată atunci când forțele gravitaționale ale lui Jupiter și ale unora dintre celelalte luni ale sale trag asupra lui Io și generează căldură (SN: 8/6/14). În urmă cu aproximativ 20 de ani, oamenii de știință au raportat un alt tip de trăsătură pe suprafața dinamică a lui Io – crestele hummocky. Caracteristicile seamănă cu dunele, dar nu ar putea fi cazul, au motivat oamenii de știință, deoarece atmosfera lui Io este prea subțire pentru ca vânturile să poată crea un peisaj de dune.

Însă, în ultimii ani, au fost descoperite caracteristici asemănătoare dunelor pe cometa 67P (SN: 9/21/20) și Pluto (SN: 8/24/21), corpuri planetare care, de asemenea, nu au atmosfere groase. Inspirați de aceste peisaje de dune extraterestre, McDonald și colegii săi au revenit asupra problemei bulgărilor misterioși ai lui Io. Tot ce le trebuia era un tip de forță aeriană pentru a sculpta dunele de pe Lună.

Pe Pământ, explozii puternice de abur se produc atunci când fluxurile de rocă topită întâlnesc corpuri de apă. În timp ce apa nu se găsește pe Io, înghețul de dioxid de sulf este omniprezent. Astfel, oamenii de știință au emis ipoteza că atunci când lava curge încet în și chiar sub un strat de îngheț, jeturi de gaz de dioxid de sulf ar putea izbucni din îngheț. Aceste jeturi ar putea trimite grăunțe de rocă și alte materiale în zbor și ar putea forma dune.

Cercetătorii au calculat că un flux de lavă care avansează, îngropat sub cel puțin 10 centimetri de îngheț, ar putea sublima o parte din îngheț în buzunare de vapori fierbinți. Când se acumulează suficient de mulți vapori și presiunea devine suficient de mare pentru a egala sau depăși greutatea înghețului de deasupra, vaporii ar putea izbucni cu viteze de peste 70 de kilometri pe oră. Aceste explozii ar putea propulsa grăunțe cu diametre cuprinse între 20 de micrometri și 1 centimetru, estimează echipa.

Analiza imaginilor de pe suprafața lui Io, colectate de sonda Galileo a NASA, acum dispărută, a dezvăluit dungi foarte reflectorizante de material care radiază spre exterior peste dunele din fața fluxurilor de lavă – posibil material nou depus în acel moment de către jeturile de vapori.

Umflături asemănătoare cu dunele pe suprafața lui Io
Această imagine, realizată de către nava spațială Galileo a NASA, acum dispărută, arată bulgări asemănători cu o piatră pe Io, a treia lună ca mărime a lui Jupiter. Zona întunecată (stânga jos) este un flux de lavă, iar dungile luminoase care radiază spre exterior pot fi dovezi ale materialului împrăștiat de jeturi de vapori care au izbucnit din înghețul încălzit de lavă.JPL-Caltech/NASA, Rutgers Univ.

Mai mult, utilizarea imaginilor pentru a măsura caracteristicile hummocky a arătat că dimensiunile lor se aliniază cu cele ale dunelor de pe alte corpuri planetare. Unele dintre dunele ioniene au o înălțime de peste 30 de metri, estimează echipa.

„Cred că o mulțime de [scientists] s-au uitat la ele și s-au gândit, hei, acestea chiar ar putea fi dune”, spune Jani Radebaugh, un cercetător planetar de la Universitatea Brigham Young din Provo, Utah, care nu a fost implicat în acest studiu. „Dar ceea ce este interesant este că au găsit un mecanism fizic bun pentru a explica cum este posibil”.

Io este în mod obișnuit gândit ca o lume de vulcani. Posibilitatea dunelor sugerează că s-ar putea să se întâmple mai mult acolo decât credeau oamenii de știință, spune McDonald. „Cu siguranță adaugă un strat de complexitate”.