Ceres, el planeta enano más cercano a la Tierra, tiene actividad geológica

Según los datos de la misión Dawn de la NASA, el planeta Ceres alberga evidencias de volcanes de hielo recientes alimentados por los restos de un antiguo mar subterráneo.

Tuesday, August 11, 2020,
Por Michael Greshko
En camino a su órbita más baja y final, la sonda Dawn de la NASA capturó ...

En camino a su órbita más baja y final, la sonda Dawn de la NASA capturó esta imagen de Ceres.

Fotografía de NASA/JPL-CALTECH/UCLA/MPS/DLR/IDA

El planeta enano Ceres, ubicado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, es un mundo pequeño que ha dado grandes sorpresas. Una serie de nuevas investigaciones a partir de datos de la sonda Dawn de la NASA propone que —a su manera fría y salobre— Ceres es un cuerpo geológicamente activo, con volcanes de hielo y embolsamientos de un océano antiguo que han sobrevivido.

Casi un año de datos recopilados por Dawn entre finales de 2017 y finales de 2018 —durante sus órbitas finales antes de quedarse sin combustible— desvelan que es probable que el planeta enano contenga un líquido salobre que rezuma en su superficie, así como montículos y colinas que se formaron cuando el hielo se fundió y se recongeló tras el impacto de un asteroide hace unos 20 millones de años.

La idea de que pueda persistir agua líquida en Ceres —un mundo que posee un tercio del diámetro de la Luna— habría parecido descabellada en el pasado. Sin embargo, ahora que la humanidad lo ha estudiado de cerca se sabe que el gélido y diminuto Ceres está geológicamente vivo.

Los hallazgos ayudan a abordar el misterio central de Ceres: un cráter de impacto de unos 92 kilómetros de diámetro conocido como Occator recubierto de depósitos brillantes formados por sales. La nueva investigación sugiere que una salmuera subterránea podría haberse filtrado en el fondo del cráter Occator y formado estos depósitos salados hace solo 1,2 millones de años.

Las protuberancias de la superficie también sustentan la idea de que Ceres experimenta una especie de criovulcanismo, es decir, que el lodo o la aguanieve salobres actúan como la lava fundida en la Tierra. En una región del fondo del cráter Occator, Dawn observó indicios de salmueras que habían salido de criovolcanes en las últimas décadas o incluso más recientemente.

El planeta enano Ceres en imágenes en falso color, que destacan las diferencias en los materiales de la superficie, como los depósitos salados y brillantes en el cráter Occator.

Fotografía de NASA/JPL-CalTech/UCLA/MPS/DLR/IDA

“Hemos aportado pruebas sólidas de que Ceres es geológicamente activo en el presente [o] al menos en el pasado muy reciente. Y hay evidencias tentadoras de que podría seguir siéndolo”, señala Carol Raymond, investigadora principal de Dawn y administradora del Programa de Cuerpos Pequeños del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Además de los volcanes exóticos, los nuevos hallazgos incluyen a Ceres en la lista creciente de mundos que han albergado todos los ingredientes necesarios para la vida en un momento u otro: agua líquida, energía y moléculas orgánicas que contienen carbono. Gracias al calor de los impactos de asteroides, los científicos sostienen que Ceres podría haber sido habitable —aunque no haber estado habitado necesariamente— durante periodos breves.

“Tenemos un sistema geológico húmedo, cálido y reciente que posee todos los ingredientes que consideramos necesarios para la vida”, afirma Kirby Runyon, geólogo planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, que no participó en los estudios.

Un planeta enano de cerca

Siete estudios publicados en tres revistas —Nature AstronomyNature CommunicationsNature Geoscience— transmiten datos de la última etapa de la misión Dawn, que orbitó Ceres entre 2015 y 2018. Para el gran final de la misión, Dawn pasó a 35 kilómetros de la superficie de Ceres y lo fotografió con una resolución de 32 metros por píxel, el equivalente a observar una pelota de golf desde una distancia de más de 400 metros.

Desde que Dawn detectó los depósitos brillantes de Occator en 2015, los científicos han tratado de desentrañar cómo se formaron. Los investigadores enseguida descubrieron que estas formaciones estaban compuestas de sales que probablemente se habían depositado en el cráter cuando las salmueras se filtraron en la superficie de Ceres. La incógnita era la procedencia de estas salmueras.

Una red de fracturas en el lecho del cráter Occator fotografiada por la sonda Dawn de la NASA el 26 de julio de 2018, desde una altitud de unos 152 kilómetros.

Fotografía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Las fracturas profundas en el cráter Occator fueron fotografiadas por la sonda Dawn de la NASA el 31 de julio de 2018, desde una altitud de unos 50 kilómetros.

Fotografía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Los investigadores creen que el cráter Occator tiene unos 20 millones de años de antigüedad. El impacto que lo creó habría generado cantidades inmensas de calor y convertido el paisaje normalmente gélido en un baño espumoso de agua salada revuelta. Pero mediante simulaciones informáticas, el equipo de la misión Dawn descubrió que el calor de la colisión se había disipado en unos cinco millones de años.

Algunos de los depósitos brillantes de sales se asentaron en los últimos cuatro millones de años, así que el impacto no podría haberlos creado. Más bien, los fluidos podrían haber procedido de un antiguo depósito subterráneo de salmuera líquida.

La gravedad de Ceres reveló las fuentes probables de la salmuera, gracias al hecho de que el tirón gravitacional del planeta puede variar ligeramente de una zona a otra según el paisaje local y la densidad de la corteza. Los investigadores pudieron rastrear esta variación en Ceres midiendo cambios a pequeña escala en la velocidad de Dawn a medida que la sonda orbitaba el planeta enano.

Cuando combinaron estos datos con la topografía de Ceres, descubrieron que el suelo bajo Occator era menos denso que la corteza circundante. Parece que bajo el cráter hay dos embolsamientos de salmuera. El más grande, de unos 418 kilómetros de diámetro, se encuentra a 48 kilómetros directamente bajo el cráter, en la base de la corteza de Ceres. Y al sudeste del cráter, a 19 kilómetros bajo la superficie, yace un depósito de salmuera más pequeño de unos 193 kilómetros de diámetro.

“Si perforáramos, quizá podríamos llegar hasta un acuífero y después saldría salmuera muy fría”, explica Bill McKinnon, científico planetario de la Universidad de Washington en San Luis que no participó en los nuevos estudios.

Los restos rezumantes de un océano antiguo

La sonda Dawn de la NASA obtuvo esta imagen de una pared del cráter Occator en Ceres el 5 de julio de 2018 desde una altitud de unos 43 kilómetros.

Fotografía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

El equipo concluyó que estos embolsamientos de salmuera son los restos de un posible océano global más grande que existió en Ceres en el pasado. Como habrá visto cualquiera que conduzca sobre una carretera cubierta de sal en invierno, las sales disueltas pueden mantener el agua en un estado líquido a temperaturas más frías que su punto de congelación normal. En el caso de Ceres, se estima que las salmueras se encontraban a aproximadamente -30 °C, lo que requeriría una gran cantidad de sal y posiblemente una mezcla de minerales lodosos y finos para permanecer en estado líquido.

Las salmueras “no eran como para practicar submarinismo, eran más como un gran pantano”, explica la coautora Julie Castillo-Rogez, científica planetaria del JPL y miembro del equipo de la misión Dawn.

Sea lo que sea lo que impactó en Ceres y creó el cráter Occator, es probable que iniciara el criovulcanismo que condujo el material salobre a la superficie. A diferencia de los volcanes de la Tierra, los criovolcanes de Ceres se desarrollan a medida que se congela y se expande el hielo en la corteza del planeta enano, comprimiendo y presurizando embolsamientos de salmuera subterránea.

El impacto de Occator rompió la corteza de Ceres y dejó fracturas que las salmueras profundas pudieron utilizar para ascender hasta la superficie. Cuando se filtraron, el agua se evaporó y dejó los actuales depósitos brillantes de sales.

Algunas observaciones sugieren incluso que todavía hay actividad en Ceres. En uno de los siete estudios, un equipo dirigido por Maria Cristina De Sanctis, científica planetaria del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, halló pruebas de que los depósitos brillantes de Occator incluyen cloruro sódico hidratado. Los investigadores apuntan que el componente de agua de esta sal debería evaporarse tras unos 100 años de salir a la superficie. Con todo, como el material está hidratado, los criovolcanes de Ceres aún podrían subsistir.

“Es muy probable que este volcán siga activo, en la medida en que el agua, en menor cantidad, sigue ascendiendo”, afirma Andreas Nathues, miembro del equipo de la misión Dawn, científico planetario del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar de Alemania y coautor de varios de los nuevos estudios.

Los numerosos mundos helados del Sistema Solar

Dawn y la sonda New Horizons de la NASA, que sobrevoló Plutón en 2015, han demostrado que los planetas enanos y gélidos son mucho más activos de lo pensado, abriendo las miras de los científicos respecto a la geología de decenas de mundos extraterrestres.

Como Ceres y sus depósitos brillantes, “cada planeta parece tener algo especial”, afirma McKinnon, coinvestigador de New Horizons. “La geología rima, pero no se repite”.

Un equipo dirigido por Castillo-Rogez presentó una propuesta a la NASA para una misión que traiga muestras de Ceres, que se lanzaría como pronto en 2031, ya que pueden tardarse años en aprobar, diseñar y construir una sonda. La misión recogería cien gramos de material del lecho de Occator y los enviaría a la Tierra.

Puede que parezca poco, pero las muestras representarían un material mucho más prístino y primitivo que cualquier cosa que hayamos podido estudiar, señala Raymond. “Al desentrañar los detalles de lo que albergan estos cuerpos celestes, aprenderemos muchísimo”.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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