domingo, 17 de enero de 2016

La extrema juventud de Sputnik Planum, Plutón

Sputnik Planum ha sido una de las mayores sorpresas que nos ha revelado el reciente sobrevuelo de Plutón por parte de la sonda New Horizons. Situada en la parte izquierda de la Región de Tombaugh -el característico ‘corazón’ del planeta enano-, se trata de una enorme planicie compuesta principalmente por hielo de nitrógeno que fluye formando espectaculares glaciares en las zonas limítrofes. Pero lo más sorprendente es su edad, ya que se trata de una formación increíblemente joven en términos geológicos.
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Región de Sputnik Planum (NASA).
Para sorpresa de los investigadores, las imágenes de mayor resolución enviadas por la cámara LORRI de la sonda no han sido capaces de mostrar ni un solo cráter de impacto. La densidad de cráteres es el principal método de datación del que disponemos para la inmensa mayoría de cuerpos del sistema solar. Lo único que han podido hacer los científicos es poner un límite superior a la edad de esta formación: diez millones de años. Diez millones de años nos puede parecer mucho, pero en términos geológicos es ayer mismo. Sobre todo para un cuerpo tan pequeño como Plutón, en teoría carente de una fuente de calor interna que pueda generar procesos geológicos de esta escala.
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Cráteres descubiertos en la superficie de Plutón (NASA).
Pero recordemos que se trata de un límite superior, es decir, Sputnik Planum podría tener mucho menos de diez millones de años. La pregunta del millón es por tanto: ¿cómo se ha formado esta planicie? La primera hipótesis es que los cráteres se forman, pero se ‘borran’ relativamente pronto debido a que el hielo de nitrógeno no es tan sólido como el hielo de agua, sino que es capaz de fluir a las temperaturas de la superficie de Plutón (38 K). En este caso el parámetro clave es la viscosidad del hielo de nitrógeno (como ya hemos dicho anteriormente, comparable a la de la pasta de dientes), así como su densidad (curiosamente, prácticamente similar a la del agua, 1000 kg/m3) y la aceleración de la gravedad en la superficie de Plutón (0,66 m/s2). Esta hipótesis es lógica, pero lo es más que sean los movimientos verticales del hielo los causantes de la destrucción de los cráteres, más que nada porque en las imágenes se puede comprobar como la llanura Sputnik está cubierta por unas estructuras que tienen toda la pinta de ser células de convección.
La convección del hielo de nitrógeno sería un mecanismo simple para explicar la falta de cráteres. Del mismo modo que el agua hirviendo se mueve en círculos en una cacerola puesta al fuego, los flujos de nitrógeno borrarían todo rastro de los cráteres superficiales. Pero esta teoría tiene un problema, y es que todo movimiento de convección implica la existencia de un gradiente térmico. La diferencia de temperatura entre la superficie y la base de la ‘criolitosfera’, a diez kilómetros de profundidad, se estima en 20 K. ¿Es suficiente para provocar estos movimientos? Pues todo depende de la profundidad del hielo de nitrógeno y la edad precisa de Sputnik, algo que desconocemos, claro está. Pero si calculamos un límite máximo para el tiempo de convección del orden de diez millones de años y tenemos en cuenta que la diferencia en densidad del hielo de nitrógeno en la superficie y en la base no supera el 5%, los resultados indican que efectivamente, la convección es un mecanismo plausible para borrar los cráteres.
La tercera hipótesis, y la más interesante, es que el hielo de Sputnik sea el resultado de procesos de criovulcanismo. Es decir, que el nitrógeno sale parcial o totalmente derretido a través de grietas u orificios provenientes de una reserva interna. Obviamente, en este caso la diferencia de temperatura debe ser mayor. Pero lo sorprendente es que para que haya nitrógeno líquido en el interior solo se necesita una temperatura de 63 K (-210º C), una diferencia de 25 K con respecto a la superficie. Si la edad de Sputnik es en efecto de diez millones de años, sería necesario un flujo de nitrógeno de un metro cúbico al año para borrar todos los cráteres superficiales, lo que no parece excesivo.
Cálculo de edades de distintas zonas de Plutón (NASA).
Cálculo de edades de distintas zonas de Plutón (NASA).
Una dificultad a la hora de verificar esta hipótesis es que no conocemos muy bien la distribución de tamaños de los objetos del Cinturón de Kuiper con un diámetro de unos cien metros. Cuantos más objetos de este tipo haya, más joven será la edad de Sputnik. Ahora bien, ¿por qué el nitrógeno se acumula en Sputnik?¿A qué se debe la inusual apariencia de Sputnik Planum? Porque el resto de Plutón tiene una superficie muchísimo más antigua, como atestigua el alto número de cráteres de todos los tamaños que podemos ver. La respuesta es que no tenemos ni idea, pero todo apunta a un enorme impacto como el culpable original. El tiempo dirá si tenemos razón o no.
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Visita los glaciares de nitrógeno de Plutón (fuente).
Referencias:
FUENTE

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