Ventana al espacio (CLXXX)

 El remanente de supernova SN 1006, desde XRISM.

La fragua de Vulcano

 No, la Tierra no tiene la exclusividad en muchas cosas. La exploración de sistema solar ha demostrado que mucho de lo que vemos aquí tiene análogos ahí fuera. Y, sin duda, el mayor es el de la actividad geológica. ¿En qué forma? La más espectacular: los volcanes. Acompañadnos en este viaje.

A nuestra Luna uno de sus nombres es La Blanca, y se puede ver a simple vista el por qué. Eso sí, junto a lo más claro, existen otros terrenos más oscuros. Un gigante de la observación telescópica como fue Galileo Galiei, por culpa de su rudimentario telescopio, creyó que las zonas más oscuras eran masas de agua, y por eso los denominó "mares" (del latín mare, maria). Sin embargo, con el tiempo se entendió que era otra cosa. Lo que hicieron los astrónomos posteriores a Galileo, con telescopios superiores, fue aplicar lo que veían en la Tierra a la Luna. Y eso significó que, durante varios siglos, los cráteres lunares fuesen rasgos volcánicos, calderas que se hundían cuando su cámara de magma se colapsaba. Iba bien para los cráteres con pico central, pero los otros... Para sus semejanzas, muchos viajaron a la región de Nápoles, donde se encuentra la formación geológica que allí denominan Campi Flegrei, con el volcán Vesuvio como su núcleo. Sin embargo, tuvieron que ser las misiones espaciales, incluso las tripuladas, las que aclararían el asunto.

Los maria lunares son sin duda el rasgo volcánico más obvio en la Luna. Los hay de entre los doscientos km. de diámetro a más de dos mil, como en el caso del mayor de todos, el Oceanus Procellarum u Océano de las Tormentas. Estas zonas son enormes depresiones rellenadas por material volcánico, creando así gruesas capas de material que denominan, así en general, regolito, término que también se aplica al material pulverizado de los impactos de asteroides. Su profundidad puede llegar hasta al kilómetro en algunos lugares. Pero se dan prominentemente en la cara visible, y mucho menos en la oculta. ¿Cómo se sabe que son de origen volcánico? Que hayan visto flujos de material que desembocan allí es buena pista, denunciando, quizás, varias erupciones múltiples y solapadas. Su edad puede variar, desde los cuatro billones de años hasta los 1.2 billones, con las zonas de la cara oculta siendo las más antiguas. ¿Por qué los mares se concentran en la cara visible? Aún se debate, si bien sospechan que tiene que ver con los elementos emisores de calor, por lo general mediante emisión radiactiva. Pero no es lo único. La principal fuente de material volcánico, en forma de lava, viene de los edificios volcánicos, si bien en la Luna son muy distintos a los terrestres, principalmente por la menor gravedad selenita. Son más bien bajos, y agrupados, más que nada porque el material expulsado sería lanzado a decenas de kilómetros por la baja gravedad. Se les llama domos o conos lunares. Otro rasgo volcánico son los depósitos piroclásticos,

ubicados, por lo general, en los bordes de los mares. Se identifican por ser un material más oscuro todavía, y en algunos casos legan a tener un curioso color naranja, tal vez fruto de un enfriamiento muy rápido nada más salir al exterior de una fuente de lava más bien violenta. Los depósitos son más bien extensos, de miles de kilómetros cuadrados. Las rimas (otro término del latín) son depresiones largas y estrechas que se extienden a partir de pequeños fosos o cráteres, posiblemente una fuente de lava, que acaban serpenteando por la superficie hasta desembocar en un mare. Su origen es, hasta la fecha, una incógnita. Y un último rasgo, recientemente localizado y supuesto desde hace mucho, son los tubos de lava. Sí, son habituales en la Tierra, pero, ¿y en la Luna? También hay, con los primeros ejemplos vistos a finales de la década del 2000. Por lo general, se necesita una cámara de alta resolución y mucha potra, la verdad, porque sólo se les identifica cuando el techo se derrumba, creando un foso. ¿Cuán largos son, qué anchura tienen, cuántos más habrá? Son muy buenas preguntas, que tal vez respondamos en el futuro, ya que podrían ser los lugares ideales en los que construir los primeros hábitats para cuando el ser humano se asiente allí. Otra pregunta: ¿la Luna es activa, aún hoy? Nadie ha visto una erupción selenita, y mira que ha habido intentos. Tal vez, la última acción geológica se produjo hace unos cincuenta millones de años. No se descarta que pueda haber algo más reciente y, quién sabe, futura, puesto que también hay terremotos, gracias a los cuales se puede adivinar que aún hay, bajo la corteza, una cantidad significativa de magma, pero que no se expulsa porque es demasiado densa como para ascender. No la Luna no es un mundo muerto.

Por otros sitios del sistema solar también la violencia de la naturaleza se ha hecho notar. En Mercurio, por ejemplo, se han visto diversos volcanes en escudo, de escaso nivel, que han creado depósitos piroclásticos que acaban, por lo general, dentro de cráteres. Cráteres que se han degradado por la infusión de material del volcán, por lo general durante un tiempo prolongado, en términos geológicos, claro. Otro rasgo son los fosos, formaciones que se hunden al vaciarse la cámara de magma, ya por evacuación al exterior o por bajar a más profundidad. El techo, falto de apoyo, cae. Pero resultan curiosos en Mercurio al tener forma de arco. Hay una formación curiosa más allí, dentro de su cuenca Caloris. Buena parte de su suelo está llena de flujos de lava, ya que existe lo que denominan volcán compuesto, formado por una depresión son borde que posee hasta nueve respiraderos volcánicos separados, de hasta un kilómetro de profundidad. Por su forma irregular, bien podrían ser ejemplos de vulcanismo explosivo, o por vaciado. Debido a la escasa exploración de este fascinante lugar, datar estas regiones es tarea complicada.

La Diosa de la Belleza siempre oculta sus secretos usando su denso velo. Pero usando la tecnología, hemos sido capaces de "retirárselo" y así empezar a descifrarlos. Venus puede ser nuestro planeta gemelo en muchas cosas, pero es muy distinto en otras. Para empezar, y hasta donde se sabe, no tiene

placas tectónicas. Las primeras pruebas de un planeta volcánico fueron las imágenes desde la superficie, y a los análisis químicos realizados desde allí, con el basalto como la roca principal. Entonces, llegaron las sondas equipadas con radar para mostrar por vez primera la superficie de forma global. Y la respuesta fue contundente: posee más de mil estructuras volcánicas, un 65% de su superficie lo forman planicies de lava, y posee formaciones no vistas en otros lugares. Según se dice partiendo de los datos, existen más de ochenta mil edificios volcánicos identificados, todos ellos son volcanes en escudo, es decir, nacen a partir de un punto caliente, una ruptura fija en la corteza que forma, por lo general, una montaña de suave pendiente. Es, en esencia, un cono que crece en anchura cuantas más erupciones hay. Y en altura, aunque menos. En la Tierra tenemos el ejemplo de los volcanes de Hawaii, si bien los de Venus son mayores, y como consecuencia de su tamaño y masa, por

lo general causan hundimientos del terreno, generando formaciones similares a láminas. Un segundo tipo de volcanes allí son los denominados domos de panqueque, llamados así por su forma tan inusual. Por lo general, miden quince kilómetros de diámetro, pero sólo se elevan uno sobre la superficie. ¿Por qué? Se cree que la enorme presión juega su papel, si bien el tipo de lava tiene algo que decir, al ser muy viscosa, y rica en silicatos. Estas estructuras sólo se dan en las regiones denominadas coronas (estructuras de forma oval) y las tesseras, zonas de terreno altamente deformado hasta en tres dimensiones. Otra formación peculiar recibe el apodo de "garrapatas", por sus muchos surcos radiales que se generan de una zona central, generalmente deprimida.  Por último, las estructuras más misteriosas se denominan aracnoides, por su forma casi análoga a las telas de araña. También son ovales de forma pero se trata de anillos concéntricos unidos entre sí por multitud de fracturas. ¿Podría ser el resultado del ascenso del magma, empujando la corteza, o el precursor de las coronas? Sea lo que sea, hay unas noventa identificadas. Está claro que Venus ha sido geológicamente activo. ¿Lo es en la actualidad? Bueno, sabemos que la escala de la actividad volcánica puede alcanzar la escala global. Por el número de cráteres detectado, algo más de

ochocientos, está claro que el planeta pasó por un evento de renovación geológica global, hace entre 250 y 500 millones de años, borrando todo rastro anterior. Claro, esto no responde a la pregunta. ¿Cómo saber si aún hay actividad? Una primera pista fue la repentina y brusca inyección de dióxido de azufre, detectada en la década de 1980, con una reducción gradual con los años. Eventos que se repitieron en las décadas de 1990 y del 2000. ¿Volcanes en erupción? Los hay que lo dudan, si bien no hay pruebas definitivas. Otra pista fue la detección, en el 2009, de puntos calientes (más) en su superficie. Y más recientemente, este año mismo, la prueba final, al ver cambios en la extensión y forma de uno de los volcanes, Maat Mons, tras comparar imágenes de radar tomadas con ocho meses de separación entre adquisiciones, hace más de treinta años. Por lo tanto, la respuesta es sí. ¿A qué escala? Si hay suerte, para la década que viene podríamos obtener respuesta.

Hablar de Marte es hablar de volcanes en mayúsculas. Y pensar que antes de las misiones espaciales se hablaba de accidentes no particularmente elevados... En fin, que el planeta rojo es el hogar de algunas de las formaciones geológicas más impresionantes de sistema solar, ya conocidas en esta crónica. Ni el Olympus Mons ni el Valles Marineris necesitan presentación. Otros la merecen, sin duda. En Marte hay dos principales provincias volcánicas, como son el domo Tharsis y la región de Elysium Planitia. Tharsis bate records allá por donde mires: al mayor monte del sistema solar se une la mayor caldera del sistema solar, flujos que abarcan miles de kilómetros cuadrados, fisuras por doquier... Se puede considerar que todos los volcanes allí son del tipo en escudo, por lo que son extensos y con suaves pendientes. En Marte, la escala es colosal, hecho que se puede achacar a la baja gravedad del planeta y a una atmósfera más bien pequeña, así como a una actividad virtualmente continua, para haber crecido tanto. Además del Olympus, tenemos la terna de Arsia, Pavonis y Ascraeus Mons, alineados desde el suroeste al noreste, respectivamente. A estos hay que añadir otros más pequeños, como Uranius y Ceranius Tholus, y otros. Otra categoría distinta es el Alba Mons, al norte de todos. Con apenas kilómetro y medio de altitud, su base abarca una enorme superficie, y sus flujos, aún más. Todos los volcanes de la región tienen calderas en sus cumbres. La mayor es la del Arsia Mons, con ciento treinta km de diámetro, y más de uno de profundidad. La del mismo Olympus es más pequeña, no demasiado, pero se pueden contar hasta seis colapsos distintos en ella, cada vez que el magma se vaciaba. Hasta los más pequeños, llamados individualmente tholus (del griego tholos, latinizado tholus, plural tholi) y patera (del latín, plural paterae) poseen calderas de tamaños notables. Los nombres de estas nomenclaturas vienen de distintos ámbitos. Los tholi provienen de la arquitectura, siendo un edificio de techo cónico o abovedado. Aplicado a la geográfica nos referimos a una montaña o colina pequeña con forma de domo. Los paterae tienen su origen en algo más doméstico: las páteras, una suerte de plato poco profundo usado en la antigüedad como plato de postre. Geológicamente hablando, se aplica a cráteres de forma irregular, o complejos con bordes redondeados. Aunque se aplica a formaciones de impacto, son más conocidos por ser volcanes. Pues, con todo esto, no sorprende que esta sea una zona dominada por los flujos de lava, cubriendo la región por completo. Hay un rasgo allí, nacido de propio Olympus, que abarca una mayor superficie que la base del mismo volcán, que mide  quinientos cincuenta kilómetros. El Lycus Sulci es un gigantesco flujo que se extendió por la cara norte del volcán, para cubrir un área de hasta 1350 km de largo. En cuanto a los más pequeños, tiene el aspecto de haber sido cubiertos por flujos de hasta cuatro kilómetros de grosor. Es tanta la masa acumulada en Tharsis que se cree que hasta influye en la inclinación axial del planeta. A segunda provincia volcánica es Eysium. Sólo cuenta con tres volcanes: Elysium Mons, el mayor, y con los Hecates y Albor Tholi, más pequeños. En comparación, puede que sean más viejos que los colosos de Tharsis. Obviamente, nadie ha visto una erupción en Marte, por lo que cabe preguntarse: ¿cuándo fue la última? Fiándonos en el conteo de cráteres, hace "poco", geológicamente hablando. Es posible que el mismo Olympus no haya visto una en un millón de años. Pero no se descarta. Esto no es lo único que hay, porque por el hemisferio sur se han identificado varios volcanes, paterae concretamente, muchos cerca de la la cuenca de impacto Hellas la cual, curiosamente, está prácticamente en las antípodas de Alba Mons. Y, más recientemente, se ha identificado la región de Arabia Tierra con un súper volcán. Otra pregunta: ¿Marte es activo hoy en día? Existe debate sobre si allí hay placas tectónicas y, por lo

tanto, actividad. Hay muchas zonas de fractura como el descomunal Valles Marineris, o en menor escala el Cerberus Fossae, y se apuntó a esta región como joven y activa. Pues bien, datos sismográficos recientes han mostrado la presencia de terremotos en esa zona y, tomados globalmente, un interior muy parecido al terrestre, con un núcleo externo líquido. Por lo tanto, hay calor, y eso significa actividad. Si hay terremotos, y los hemos registrado, ¿veremos alguna erupción? No estaría mal, la verdad. En ese caso, la baja gravedad jugará su papel, haciendo que el magma ascienda lentamente. En la superficie, los basaltos y las andesitas son la norma, significando que el vulcanismo ha sido uno de los principales procesos de formación de rocas allí, y transportadas por el agua. Agua que también parece haber jugado su papel para crear erupciones explosivas. No dejamos de mirarlo, por lo que habrá que estar atentos.

Saltando el cinturón de asteroides principal, damos con un lugar imposible como es Io. Ya hemos hablado de este satélite joviano, el lugar más geológicamente activo del sistema solar. Para el primero que lo vea, descubre una anomalía: no hay cráteres de impacto, denunciando una superficie insultantemente joven. Luego uno mira su inercia termal, y descubre que emite gran cantidad de calor de si interior. La causa no es, como en el sistema solar interior, por la desintegración natural radiactiva o por la emisión del calor de la acreción primitiva. En Io, es por el rozamiento, porque las fuerzas de marea jovianas estiran el satélite hasta cien metros, y también por la danza coreografiada con sus hermanos Europa y Ganímedes. Descubrir vulcanismo activo en en Io es uno de esos descubrimientos del siglo que dejan huella. Allí, la actividad es continua, y se da en tres formas. Io posee volcanes en escudo así como paterae, y es en estas últimas donde se da el primer tipo: se producen dentro de estas formaciones. Allí se pueden

acumular lagos de lava, que una capa superficial solidificada cubre, y entra en erupción cuando esta capa se rompe y se hunde. En algunos casos, parece haber rasgos de calderas y colapso en ellas. Un segundo tipo es una erupción por fisuras. Se pueden dar tanto dentro de los paterae como fuera, creando flujos virtualmente continuos que cubren una gran extensión. Son las más duraderas en Io. Los flujos más activos se extienden por más de trescientos kilómetros, con algunos cubriendo una superficie equivalente a la de Nicaragua. Su mejor análogo terrestre está en el Kilauea. Al estar en movimiento, por sus características y la baja gravedad, se extienden con rapidez, abarcando entre treinta y cinco y sesenta metros cuadrados por segundo, mientras que aquí apenas avanzan 0.6 metros cuadrados por segundo. El tercer tipo es el explosivo. Son más breves, más vistosas, y con un efecto notable tanto en la superficie como en el entorno joviano. Se pueden ver como enormes emisiones de material que alcanzan grandes altitudes, la mayor de hasta quinientos kilómetros de

altitud. Tienen forma como de paraguas, lanzando gases y material sólido a amplias zonas de la superficie, creando cambios muy visibles en poco tiempo. Así, se pueden ver anillos de color rojo y extensiones grises o negruzcas desde la zona de la erupción. Y su altitud, y su potencia, provocan que parte de lo expulsado salga de los alrededores de Io, afectando a la magnetosfera joviana. La razón de tal potencia, saliendo a velocidades de hasta 1 km/s, está en que salen por fisuras estrechas subiendo desde el interior profundo del satélite, creando fuentes de lava de hasta un kilómetro de altura. Una duda: dada la concentración de azufre y dióxido de azufre, ¿es el material principal? En realidad no, porque juega su papel junto con los silicatos, ricos en magnesio, y es por ello que allí, en las acumulaciones de lava de silicatos se dan temperaturas exageradamente altas, de hasta 1300°C, y eso que la superficie suele estar a -130°C, lo que provoca un enfriamiento muy rápido de la lava apenas sale. Sin duda, sabríamos más con datos de más alta resolución, pero es complicado obtenerlas: Io está en lo más potente del cinturón de radiación joviano, por lo que una sonda sufriría importantes daños en sus sistemas y sensores. Pero su exploración es prioritaria.

Ya hemos visto que el vulcanismo es un proceso de alta energía, emitiendo material a temperaturas muy elevadas. Pero... ¿Y en el otro lado de la escala?

A medida que hemos explorado pasado el cinturón de asteroides principal, el hielo es el denominador común, y si en un principio se pensaba que los mundos helados estaban "muertos", geológicamente hablando, resulta que no. Hay lugares, como Europa y Ganímedes en Júpiter, y Encélado en Saturno, que tienen fuentes internas de calor, y océanos bajo sus heladas superficies. Quién sabe si vida, puesto que poseen algunos de los ingredientes adecuados. Pero no vamos por ahí.

¿Y si un volcán, en vez de expulsar lava, expulsa otra cosa? Eso es lo que se sospecha que sucede en varios rincones del sistema solar. El más cercano nos pilla más bien cerca: Ceres, el mayor asteroide del cinturón principal. Ya desde lejos se pudo ver al objeto emitir vapor de agua. De cerca, hay unos puntos (brillantes) que tocar. Puede llamar la atención la existencia de manchas muy brillantes en diversos

puntos, con las más célebres las situadas dentro del cráter Occator. ¿Agua, hielo? Sales, en realidad. Es más bajo la superficie parece haber una gran concentración de agua líquida mezclada con sales, formando una suerte de salmuera. A través de fisuras en la superficie, esta salmuera sale al exterior, con el Sol evaporando el agua, para dejar los depósitos de sales, mayormente carbonato de sodio, con menores cantidades de carbonato de amonio y bicarbonato de amonio. Sin duda fascinante, pero aún hay otro rasgo que lo es más. Se trata de una montaña, que se levanta sobre un terreno fuertemente craterizado. No hay nada semejante ni cerca. Con una altura máxima de de cinco kilómetros, y veinte de diámetro en la base, carece casi de cráteres en sus faldas, y posee una forma casi cónica con una cima más bien plana. ¿De qué estamos hablando? Casi hemos descrito un volcán en

escudo. Y eso, precisamente, es lo que bien puede ser. Resulta que en sus faldas se han detectado grandes cantidades de carbonato de sodio, como si se hubiera derramado desde la cumbre, descendiendo como coladas de lava. ¿Eso fue lo que pasó? Si quitamos la lava y la sustituimos con agua líquida y barro (puesto que en Ceres hay arcillas) tenemos el equivalente frío de un volcán: un criovolcán. El mecanismo, sin embargo, es el mismo: calor, muy posiblemente por desintegración natural radiactiva. A este accidente de Ceres se le conoce como Ahuna Mons, y bien puede ser el criovolcán más próximo a Helios. Hay una teoría de cómo se formó: en las antípodas de este accidente hay un cráter de casi trescientos kilómetros de diámetro (el mayor de Ceres) llamado Kerwan. Es posible que las ondas sísmicas se propagaran hasta la zona, quebrando la superficie y así comenzar la erupción. Casualmente, bajo Ahuna Mons hay una gran anomalía de masa, lo que en la Luna llamaríamos más con, tal vez denunciando una reserva de material esperando por salir. ¿Esta montaña es única en Ceres? Se cree que no, puesto que se han visto otros candidatos a criovolcán es, aunque de menor altitud, tal vez porque la superficie se ha relajado, reduciendo la altitud original. Ahuna Mons es una de sus formaciones más jóvenes pero, ¿Ceres es aún activo? Eso está por ver.

Titán es el mundo más parecido a la Tierra, aunque a temperaturas criogénicas. Tenemos mares, lagos, rios, dunas, erosión por viento y líquido. Pero, ¿y volcanes? Su densa atmósfera hace complicado estudiar su superficie de forma remota. Como en Venus, es necesario usar radares y cámaras infrarrojas. Entonces, ¿qué pasa ahí debajo? Por lo que hemos visto, Titán tiene una superficie joven, de poca elevación (su monte más alto apenas supera los tres kilómetros de altitud). En vista de eso, cabe suponer una importante actividad. Encontrar criovolcán es allí ha resultado ser complicado. El mejor

candidato es el complejo de Sotra Patera, tres montes que apenas se elevan mil metros sobre la superficie, pero que poseen cráteres en sus cimas. Además, a su alrededor hay evidencias de flujos de material, posiblemente formados por una mezcla de agua y amoniaco, éste último como anticongelante. Este agua proviene de un océano bajo la superficie, de unos cien kilómetros de profundidad, mantenida a una temperatura inferior a los -100°C. Por eso, además del amoniaco, el calor por la desintegración natural radiactiva y el generado por la fricción de la gravedad de Saturno juegan su papel. Puede haber otros criovolcanes, como el Tortola Facula (del latín facula, plural faculae, significando pequeña antorcha, en términos geológicos, un punto brillante) o el Ganesa Macula. Además, hay una serie de cordilleras, más bien bajas, que parecen ser el resultado de la subducción o la interacción entre placas tectónicas, como el Himalaya aquí, en menor escala. Así, el agua que sale del interior de Titán interactúa con el metano de los la lagos superficiales, para crear elementos como el etano y el propano. Pero, ¿hay en verdad criovulcanismo en Titán? Así lo indican las pruebas, pero habrá que ir allí, ¿no creéis?

Es una pena que Neptuno esté tan lejos, porque bien merece una visita, como su mayor satélite, Tritón. Con una superficie casi única, posee rasgos inequívocamente volcánicos, pero a temperaturas de

-235°C. Por lo tanto, se hace necesaria una importante fuente de calor, tanto por la fricción, como en Io, y elementos radiactivos, presentes por una importante cantidad de roca en su composición. Con menos de un 50% de su superficie observada, son pocos los rasgos volcánicos vistos, con el mayor llamado Leviathan Patera, que es, por superficie, el segundo mayor del sistema solar, por detrás del Alba Mons marciano. Lo forman una caldera de cien kilómetros de diámetro, más un domo de casi dos mil. Por si fuera poco, hay hasta lagos de "lava" (en realidad, agua mezclada con amoniaco) en estado parcial de congelación. Para añadir a la imagen, Tritón posee géiseres de nitrógeno (Hili y Mahilani son los mejor observados), disparados por la energía del Sol (tirando a escasa por allí) y la presión ejercida por el gas sublimado. De este modo, la luz solar se filtra por una capa helada, calentando el material de debajo. Con la presión suficiente, la corteza de hielo se rompe, y ha nacido un géiser. Qué más ocultará...

Y Plutón... ¡Cuántas ganas teníamos de verte! Y no decepcionaste. Saber que puede tener una superficie en proceso de renovación es excitante. El calor interno, tal vez por la acreción original, tal vez por los elementos radiactivos, o ambos, provoca este rejuvenecimiento. Pero, ¿hay criovolcanes? Puede que sí, puede que no. Aunque hemos visto poco en alta resolución, hay dos formaciones, dos montañas, que bien podrían serlo. Se llaman Wright Mons y Piccard Mons, de entre tres y cinco kilómetros de altitud el primero, y seis el segundo. La pista principal está en sus cumbres con profundas depresiones que bien podrían ser calderas vaciadas. Cada edificio tiene una base de unos ciento sesenta kilómetros de diámetro, y con complejas superficies en sus flancos. Pero, ¿lo son? No hay información suficiente, aunque visto lo visto, bien podría ser. ¿Qué ocultará el resto de su superficie? Ya se sabe qué hay que hacer.

Podría haber otros destinos criovolcánicos, como  Miranda, Ariel o Umbriel en Urano, el propio Caronte en Plutón o, ya más lejos, algunos de los objetos del cinturón de Kuiper, como Quaoar o Eris. 

¿Qué hemos aprendido hoy? El sistema solar es un lugar vivo, salvaje, asombroso. Es más lo que aún desconocemos que lo sabemos con certeza. Lo que toca será salir y explorar. Pero con cuidado, claro.