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Astronomía

Explosiones de otros mundos

Investigadora brasileña explora volcanes en las lunas de Saturno y Júpiter

Astronoma_abreESA/NASA/JPL/UNIVERSIDADE DO ARIZONAVistos a distancia por ojos no avisados, los cuerpos celestes parecen plácidos. Pero algunos están repletos de volcanes, y sólo aquéllos que han presenciado la fuerza de una erupción saben qué es sentir el suelo temblando y oír explosiones ensordecedoras. En ciertos volcanes es posible subir a la cima, olfatear el azufre que emana de la lava ardiente y verla moverse lentamente dentro del cráter, antes de derramarse por la cuesta. Más emocionante que eso, solamente un viaje espacial. La opinión es de la astrónoma Rosaly Lopes, investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la Nasa, la agencia espacial estadounidense. Lopes logró reunir ambas cosas: estudió volcanes terrestres y emplea ese conocimiento para explorar “a distancia” formaciones similares en otros planetas. Entró al libro Guinness por ser la más grande descubridora de volcanes (encontró 71 en Io, una de las lunas de Júpiter) y ahora ayuda a describir volcanes que escupen hielo en Titán, que es lejos la mayor de las lunas de Saturno, con casi la mitad del tamaño de la Tierra.

Los volcanes de Titán están revelándose ante la misión Cassini, que desde 2004 está órbita alrededor de Saturno. La construcción, la planificación y el control de la misión están a cargo del Laboratorio de Propulsión a Chorro, donde trabajan 5 mil personas -la mayor parte de ellos ingenieros. La división de ciencia, de la cual Rosaly forma parte, cuenta con alrededor de 500 investigadores. “Cada uno o dos meses la nave Cassini pasa cerca de Titán”, comenta Rosaly. Parte de la función de la astrónoma brasileña consiste en planear esos pasos y trabajar con ingenieros que maniobran la nave, haciendo pequeñas alteraciones en la órbita de la Cassini para ajustar el ángulo de observación y determinar cuál de los 12 instrumentos recabará datos sobre la luna de Saturno.

Imágenes de los primeros cuatro años de la misión dan indicios claros de actividad volcánica reciente en Titán, de acuerdo con dos artículos publicados este año en Geophysical Research Letters. La base principal para las interpretaciones es lo que se sabe sobre cómo funcionan los volcanes terrestres. Informaciones tales como la forma del volcán, si es explosivo o no, cómo llega el magma a la superficie y cómo es la erupción ayudan a entender las imágenes de nuevos volcanes encontrados en otras partes del Sistema Solar. Pero los volcanes de Titán tienen una diferencia significativa, un fenómeno conocido como criovolcanismo. Lo que chorrea de las fracturas en la superficie de hielo no es roca derretida, sino agua congelada, probablemente mezclada con amonio o metano y con la consistencia de un puré. “Si fuera agua pura no lograría pasar por la capa de hielo, pues el hielo flota en el agua”, explica Rosaly. La mezcla disminuiría la densidad del líquido, que así llegaría a la superficie.

Astronoma2NASA/JPL/USG5Por ahora, los investigadores aún no han visto volcanes activos en la luna de Saturno. Lo que si entrevieron, con la ayuda de un espectrómetro, fue un cambio de brillo que tiene la apariencia de flujo volcánico. Parece sutil, pero para Rosaly son fuertes los indicios que corroboran las imágenes de radar que la sonda Cassini obtuvo en el primer paso por Titán, en octubre de 2004. En 2007, la investigadora describió esas imágenes como facciones criovolcánicas en la revista Icarus. Titán tiene dunas moldeadas por el viento y un ciclo de metano similar al ciclo del agua de la Tierra. La superficie geológicamente compleja es constantemente excavada por lluvias, lagos y ríos de metano líquido, lo que muestra una interacción compleja entre la atmósfera y la superficie.

Exploraciones espaciales anteriores mostraron que en Io -la tercera entre las 63 lunas de Júpiter en tamaño, un poco más grande que nuestra Luna- la geología es muy diferente. Con base en imágenes obtenidas entre 1996 y 2001 con el espectrómetro de la nave Galileo, Rosaly y su equipo describieron la actividad volcánica de esa luna en diversos artículos publicados, entre otras publicaciones científicas, en 2000 en Science y en 2004 en Icarus, pero aún existen dudas en cuanto a la composición química de las lavas. La sonda Galileo y otros telescopios apostados en Tierra indican que la temperatura del material que sale de los volcanes de Io puede ascender a más de 1.300 grados Celsius, más caliente que los basaltos derretidos en la Tierra. “Si eso es correcto, serían volcanes de un tipo que ya hubo en la Tierra miles de millones de años atrás”, interpreta la astrónoma. Pero esa medida se obtuvo en tan sólo un punto, y por eso aún no es considerada confiable por muchos investigadores. El desafío no es pequeño: la lava se enfría rápido y la temperatura es medida esporádicamente y a grandes distancias por aparatos de calibrado complejo. Ese calibrado debe revisarse para convalidar observaciones controvertidas.

De cualquier modo, la misión Galileo permitió explorar bastante los alrededores de Júpiter. Empleando imágenes en infrarrojo para medir el calor de la lava de los volcanes de Io entre 1996 y 2001, Rosaly descubrió allí los 71 volcanes que la llevaron a establecer el récord mundial. “En algunos volcanes de Io, el flujo de lava derrite el dióxido de azufre congelado en la superficie”, describe. El fluido posteriormente excava el suelo hasta encontrar dióxido de azufre más profundo, creando una nube vertical de humo y partículas conocida como pluma volcánica. “La lava avanza y la pluma avanza va junto, cosa que nunca se vio en la Tierra”, comenta. Debido a esta intensa actividad volcánica que reviste a Io con roca derretida, la superficie es relativamente joven -lo que se hace evidente debido a la ausencia de cráteres producidos por impactos de asteroides y meteoros.

Astronoma3NASA/JPL/ILUSTRAÇÃO MICHAEL CARROLLa comparación de volcanes terrestres y extraterrestres es un recurso importante para entender a los planetas. Mucho más que una aventura en que investigadores se las ven con las más potentes fuerzas de la naturaleza, los estudiosos de los volcanes espían dentro de válvulas por donde escapa el calor retenido en el núcleo de un planeta o de un satélite, por eso la actividad volcánica contiene informaciones importantes sobre su evolución. Las manchas oscuras de la Luna, por ejemplo, constituyen verdaderos océanos de lava que se formaron hace más de tres mil millones de años. Ahora la Luna es fría a punto tal de no tener vulcanismo activo. Astrónomos hallaron volcanes también en Enceladus (otra luna de Saturno) y sospechan que existen en Venus. Debido a los paralelos entre el vulcanismo de planetas diferentes, Io ha ayudado a entender las propiedades de los volcanes terrestres y a reconstruir la historia de este planeta.

De las espectaculares erupciones volcánicas a la exploración de otros planetas, lo que mueve Rosaly es la aventura y el descubrimiento. De allí surge el premio que recibió este año de la organización Wings WorldQuest, que -celebra y apoya a extraordinarias mujeres exploradoras y promueve la exploración científica, la educación y la conservación para inspirar a las generaciones futuras-, principio que coincide con la trayectoria de la brasileña. Siendo muy miope, aún niña, se dio cuenta de que no podría ser astronauta. Pero en vez de abandonar su sueño, prefirió ajustarlo. Salió de Brasil a los 18 años para estudiar astronomía en Inglaterra, porque aquí no veía oportunidades de explorar otros planetas. “Hoy en día el panorama ha cambiado bastante, pero la investigación en astrofísica todavía es mucho más avanzada que la astronomía planetaria en Brasil”, comenta.

En su doctorado, en la Universidad de Londres, comparó los volcanes de la Tierra y de Marte y se maravilló con el espectáculo de las erupciones. Ese trabajo dio origen al libro Turismo de aventura em vulcões, publicado en Brasil el año pasado por Oficina de Textos. En él, Rosaly da una clase sobre volcanes, informa e incita a los aventureros a viajar a ver un volcán en actividad.

En Brasil, ella colabora con el proyecto educativo de Marcos Luna, del Núcleo Tecnológico del Agreste, con sede en la localidad de Bezerros, semiárido de Pernambuco. El año pasado inauguró una base de lanzamiento de cohetes experimentales bautizada con el nombre de la brasileña de la Nasa, quien participó del evento, habló sobre su trabajo y sigue dictando teleconferencias. Allí, los alumnos de la enseñanza media aprenden nociones de ingeniería, propulsión y geología. El centro está cerrado desde comienzos de este año, puse se está trasladando a Salgueiro, en un área más aislada. Rosaly espera ayudar a incrementar aún más el entusiasmo de esos jóvenes, demostrándoles que es posible salir de una escuela pública brasileña y llegar a la Nasa, como ella.

Artículos científicos
WALL, S. D. et al. Cassini RADAR images at Hotei Arcus and western Xanadu, Titan: evidence for geologically recent cryovolcanic activity. Geophysical Research Letters. v. 36, L04203. 2009.
NELSON, R.M. et al. Photometric changes on Saturn’s Titan: evidence for active cryovolcanism. Geophysical Research Letters. v. 36, L04202. 2009.
LOPES-GAUTIER, R. et al. A close-up look at Io from Galileo’s near-infrared mapping spectrometer. Science. v. 288, p. 1.201-1.204. may. 2009.

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