Uno de los momentos más emocionantes de mi vida fue cuando llegué a la cima del volcán Kilauea, en Hawái, y pude asomarme a su cráter. A unos kilómetros del borde, podía observarse un fluido naranja y burbujeante dentro. El extraordinario poder que contiene nuestro planeta para convertir la roca en líquido me dejó asombrada. El Kilauea es solo uno de los muchos volcanes que alberga la Tierra. Algunos de ellos son ciertamente impresionantes. Antes de que tuviéramos la capacidad de explorar el espacio, muchos creían que este planeta era el único donde había volcanes. Se pensaba que el resto del Sistema Solar estaba geológicamente muerto. Pero ahora sabemos que no es así. Tenemos pruebas de que el vulcanismo existe en otros puntos del cosmos, en los lugares más inesperados, y que toma las formas más estrambóticas. Así, hemos podido ver desde penachos volcánicos en las proximidades de Saturno hasta volcanes de hielo en Plutón. Incluso algunas de las rocas que flotan en el cinturón de asteroides producen su propia lava. Estas fascinantes peculiaridades nos abren una fantástica ventana a los entresijos de uno de los secretos más misteriosos de nuestra galaxia.
Volcanes fuera de nuestro mundo
Se trata de algo más que de geología extrema. Todos los científicos están de acuerdo en que es necesario que haya una fuente de energía para dar origen a la química esencial para la vida. En la Tierra, el primer candidato para ese papel es la actividad volcánica, en especial, la que tiene lugar en el fondo del océano. Entonces, si los volcanes son algo común en el cosmos, ¿significa eso que también puede haber vida en otros lugares?
Solemos imaginarnos un volcán como una abertura en la corteza terrestre, de donde sale expelida roca líquida caliente, esto es, el magma. Las erupciones explosivas pueden convertirlo en pequeños fragmentos y formar nubes de ceniza. O puede fluir hacia la superficie; es lo que conocemos como lava.
En nuestro planeta, los volcanes suelen hallarse en las fronteras entre placas tectónicas. No obstante, es posible encontrarlos también en el centro de las mismas, donde se cree que largas chimeneas naturales –conocidas como plumas mantélicas– llevan el magma a la superficie. El calor que mantiene activo el proceso proviene de elementos radiactivos que quedaron encerrados dentro de la Tierra cuando esta se formó, hace aproximadamente unos 4500 millones de años.
Otros planetas rocosos, caso de Mercurio, Venus y Marte, se formaron al mismo tiempo y en la misma región del espacio, por lo que también cuentan con una fuente radiactiva de calor en su interior. Sin embargo, el volumen de Marte es apenas un 15 % del terrestre, y Mercurio es aún más pequeño, así que casi todo su calor se ha perdido en el espacio. Sus superficies están cubiertas por los recuerdos de un antiguo vulcanismo, ahora en calma. Solo Venus, mayor que los dos anteriores, sigue teniendo, según parece, volcanes activos.
El Loki Patera y otros volcanes de Ío
Más allá de Marte las temperaturas caen en picado y el Sistema Solar cambia bruscamente de aspecto. Los planetas situados en esas regiones se formaron a partir de lo que los astrónomos llaman hielos, es decir, granos de sustancias que en la Tierra normalmente serían líquidos o gases, como agua, amoniaco o dióxido de carbono. Pero allí hace tanto frío que esos compuestos se vuelven sólidos, incluso en condiciones de baja presión. No era razonable esperar que hubiera volcanes en esos cuerpos.
Al menos, eso se pensaba cuando, en 1979, la nave Voyager 1 se aproximó a Júpiter. Pero cuando pasó cerca de Ío, una de sus lunas –esta es un poco más grande que la de la Tierra–, la sonda logró fotografiar unos penachos volcánicos de 100 kilómetros de alto. La brillante superficie amarilla del satélite está salpicada por más de 400 volcanes, que se ven azulados cuando entran en erupción. El de mayor tamaño, Loki Patera, no es fácil de reconocer en un primer momento. Se trata de una depresión de 200 kilómetros de ancho, ocupada por un lago en forma de zapato, lleno de lava burbujeante. No es posible captar las explosiones de Loki, aunque sí hemos sido testigos de cómo su lago de lava se calienta y se enfría periódicamente.
¿Qué hace que haya tanta actividad en un entorno tan pequeño y helado? Unos días antes de que la Voyager llegara hasta allí, un grupo de investigadores publicó un artículo donde sostenían que Ío se encoge y se calienta continuamente por acción de la fuerza de la gravedad. Esta luna orbita alrededor de Júpiter de tal modo que experimenta una atracción en diferentes direcciones y a intervalos, tanto del planeta gigante como de algunos de sus otros satélites.
“Está atrapada en una guerra de tirones”, comenta la geóloga Rosaly Lopes, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena (Estados Unidos). Este proceso hace que Ío se encoja.
Volcanes de agua en Encélado
Se trata de un caso considerado un tanto especial, ya que esta luna se formó más cerca de su planeta que muchas de las otras que existen en las regiones más frías del Sistema Solar. La mayoría de ellas están hechas de hielos que yacen sobre núcleos rocosos. En ese entorno, lo más probable sería que carecieran de actividad volcánica, ¿verdad? Pues bien, todo indica que no es así.
La Voyager 1 y su sonda hermana, la Voyager 2, se acercaron a Saturno y sus satélites a principios de los años 80 del siglo pasado. Cuando dieron con Encélado, una de las lunas del planeta de los anillos, de 500 kilómetros de ancho, los científicos esperaban que, como ocurre con la de la Tierra, estuviera cubierta de cráteres provocados por impactos de cometas y asteroides.
Pero no era así.
La Voyager 2 reveló que su superficie, de un blanco casi inmaculado, está dominada por suaves llanuras heladas. Tuvimos que esperar un cuarto de siglo para descubrir por qué. Cuando la sonda Cassini echó una mirada más de cerca a Encélado, en 2005, comprobamos que de algunos puntos emanaban hacia el espacio grandes chorros compuestos por vapor de agua.
“Fue asombroso percatarse de que salía agua de un objeto tan pequeño, que todo el mundo creía muerto y calificaba de aburrido”, señala Nozair Khawaja, experto en geociencias de la Universidad Libre de Berlín (Alemania). Resulta que estos chorros provienen de un océano líquido y salado oculto bajo la corteza helada de Encélado, cuyas blancas y relucientes llanuras son el resultado de la nieve que cae como consecuencia de ese fenómeno.
Dicho océano subterráneo se mantiene caliente por el mismo mecanismo que derrite las entrañas de Ío: un proceso conocido como calentamiento de marea que es provocado por el tirón gravitacional de los cuerpos celestes cercanos. Tales fuerzas también abren y cierran fisuras en la superficie de Encélado, por donde salen disparadas las mencionadas erupciones de agua.
La sonda Cassini comprobó que las mencionadas columnas eruptivas contenían granos de minerales, sales de sodio y moléculas complejas de carbono. Todo ello indicaba que el océano subterráneo de Encélado debía tener un fondo rocoso, parecido al de la Tierra, con sus propias fumarolas hidrotermales submarinas. “Si queremos buscar vida extraterrestre, lo primero que necesitamos es encontrar agua líquida, moléculas orgánicas y una fuente de energía que pueda precipitar ciertas reacciones. Los tres criterios se cumplen en Encélado, así que existe la posibilidad de que albergue alguna forma de vida”, afirma Khawaja.
Tritón, vulcanismo congelado
En otras regiones todavía más frías del Sistema Solar también se han encontrado señales de actividad geológica. En 1989, la Voyager 2 visitó Neptuno y sus lunas. Hasta el momento, es la única vez que ha sucedido tal cosa. A la distancia a la que se encuentra ese mundo, el astro rey es poco más que un punto de luz, por lo que cabría esperar que todo estaría congelado, en estado sólido. De hecho, la temperatura en la superficie de Tritón, el mayor de sus satélites, se encuentra a unos 235 ºC bajo cero.
Aun así, los instrumentos situados a bordo de la nave de la NASA consiguieron captar cómo de él surgían unos chorros parecidos a géiseres, que lanzaban materiales a varios kilómetros de altura, hacia el espacio. “Encontrar semejante tipo de actividad en un enclave tan frío y alejado es ciertamente llamativo —comenta la física Candice Hansen, del Instituto de Ciencias Planetarias, en Estados Unidos—. ¿Cuál podría ser la fuente de energía asociada a este fenómeno?”, se pregunta.
Una posible explicación tiene que ver con la capa de material oscuro situada bajo las capas más traslúcidas de nitrógeno helado que cubren Tritón. Estas áreas absorberían la pequeña cantidad de luz del Sol que llega hasta allí, lo que originaría una especie de efecto invernadero subterráneo que calentaría el hielo de la superficie. Como consecuencia, el gas de nitrógeno también ganaría grados, y se comprimiría hasta el punto de llegar a explotar.
A estas alturas, la pregunta que deberíamos hacernos es qué es un volcán en realidad. Algunos hallazgos, como los anteriormente descritos, nos fuerzan a replantearnos la definición del mismo. En Encélado, por ejemplo, estaríamos hablando de criovulcanismo, pues sus procesos son parecidos a los de la Tierra, pero con materiales que pueden fluir a temperaturas mucho más bajas.
Pero ese término, sin embargo, no encaja tan bien en el caso de los géiseres de Tritón, porque lo que allí sucede no parece estar causado por una fuente de calor interna. Más bien, son la manifestación de una forma de geología explosiva nunca vista antes.
Los mencionados géiseres no fueron lo único que la Voyager 2 captó en Tritón. Esta también fotografió un cráter de 80 kilómetros de ancho, conocido como Leviatán Patera, con dos enormes depresiones cercanas que, en el pasado, podrían haber sido lagos de lava congelada.
Por lo demás, este satélite presenta una superficie bastante uniforme, probablemente cubierta por la nieve caída como consecuencia de las erupciones de hielo. Así que tal vez sí que exista una fuente de calor dentro de Tritón. O puede que todo lo que allí sucede tenga que ver con un proceso de calentamiento de marea, más o menos como en Ío. O quizá la causa sea el deterioro radiactivo de su núcleo. Todavía no estamos seguros.
Los volcanes de Plutón
Si tuviéramos una nave que pudiera viajar a la velocidad de la luz, tardaríamos unas 4 horas y 15 minutos en llegar a Neptuno. Para llegar al distante Plutón, necesitaríamos alrededor de una hora más. A la sonda New Horizons de la NASA le llevó nueve años y medio.
Las imágenes que obtuvo del mismo cuando lo sobrevoló en 2015 nos mostraron que ese planeta enano está cubierto por una dura corteza helada. Y, sin embargo, cuenta con montañas y suaves llanuras, sin cráteres, entre las que se encuentra un accidente geográfico en forma de corazón llamado Tombaugh Regio. Posee, asimismo, dunas de metano congelado y elevaciones que recuerdan a volcanes.
“Algunas de las montañas, como el monte Wright, tenían un aspecto extraño, con un agujero dentro —observa Carly Howett, científica planetaria del Instituto de Investigación del Suroeste, en Boulder (Colorado, EE. UU.)—. En la Tierra, a eso lo llamamos volcán”. Esto sugiere la idea de que Plutón es un mundo vivo, desde un punto de vista geológico. Es muy probable que posea un océano líquido subterráneo que esté alimentando sus criovolcanes.
¿Cómo puede manar el agua a temperaturas tan tremendamente bajas? La respuesta está en su composición, ya que contiene amoniaco. Solo un 5 % de este compuesto en el agua puede disminuir su viscosidad en un factor de 100 000, lo que puede convertir el hielo en una especie de pasta que fluye como la lava.
Aun así, Plutón debe de tener alguna fuente de calor que alimente su actividad. Pero las explicaciones que encontramos en otros planetas y satélites no nos sirven aquí. Ninguna de sus lunas es lo bastante grande como para dar lugar al citado calentamiento de marea. El propio Plutón es un cuerpo muy pequeño: su volumen total representa menos del 1 % del de la Tierra. Ello significa que si hubiera contado con algún elemento radiactivo capaz de generar calor en su interior, este se habría disipado en el espacio hace mucho tiempo.
La mejor explicación que tenemos es que su corteza helada incluye una capa de hidrato de clatrato, una sustancia en la que las moléculas forman estructuras capaces de contener un gas, en este caso, metano. La capa conduce mal el calor, por lo que este queda encerrado dentro del planeta.
Volcanes en mundos lejanos, más allá del sistema solar
Como hemos visto, en el sistema solar hay numerosos signos de la existencia de vulcanismo. ¿Qué implicaciones tiene ello en el desarrollo de la vida más allá de la Tierra? Que un planeta posea volcanes no significa que albergue también seres vivos, pero lo que sí indica es que estamos ante un mundo geológicamente activo, lo que aumenta las probabilidades de que se den las condiciones adecuadas para ello. Esto es especialmente relevante cuando estudiamos los exoplanetas rocosos que hemos descubierto alrededor de otras estrellas.
Por ejemplo, 55 Cancri e, a unos 40 años luz, parece contener materiales fundidos en ciertas zonas, lo cual es una señal de que su interior está lleno de energía. Más lejos, a 638 años luz, WASP-49b, podría poseer una luna rocosa en erupción.
Criovolcanes en el cinturón de asteroides
No obstante, uno de los misterios volcánicos más asombrosos lo hemos encontrado cerca de casa. En el año 2015, la sonda Dawn se aproximó al planeta enano Ceres, el objeto más grande del cinturón de asteroides, y obtuvo unas significativas imágenes de una montaña, el monte Ahuna. Las fotografías demostraban la existencia de ciertas zonas brillantes en sus laderas cuyo aspecto recordaba al que muestra la lava.
Hoy sabemos que Ceres cuenta con decenas de criovolcanes, que seguramente se nutren de un océano subterráneo. Cuando están activos, sueltan al espacio unos 10 000 metros cúbicos de agua salada. “A 40 ºC bajo cero, puede que esos materiales fluyan hacia arriba para dar lugar a las montañas”, indica el geólogo Ottaviano Ruesch, de la Universidad de Münster (Alemania). Pero no sabemos qué es lo que impulsa esas erupciones. Estos datos solo demuestran que, en lo relativo a los volcanes, el Sistema Solar todavía nos tiene guardadas una o dos sorpresas más.
Texto original publicado en New Scientist
