A lua de Júpiter, Io, é uma potência vulcânica. É o mundo geologicamente mais ativo do Sistema Solar, ostentando mais de 400 vulcões e aberturas em sua superfície. Sempre foi assim? Uma equipe de cientistas planetários diz que sim, e eles têm os recibos químicos para provar isso.
Num artigo recente, a equipa liderada pela cientista da CalTech Katherine de Kleer cita dados de observações milimétricas de isótopos elementares encontrados nas erupções de Io. Eles descobriram que produtos químicos como cloro e enxofre existem em quantidades maiores em Io do que em locais comparáveis do Sistema Solar. A análise mostra que Io não começou apenas a entrar em erupção ultimamente – ela vem acontecendo durante a maior parte de sua história. E é tão vulcânico que praticamente ressurge a cada milhão de anos ou mais.
A descoberta do vulcanismo em Io foi um dos principais resultados da missão Voyager. Quando as duas naves espaciais passaram por Júpiter em 1979, as suas imagens revelaram as características e plumas vulcânicas de Io. Desde então, as missões Galileo, Cassini-Huygens, New Horizons e Juno também enviaram imagens. O sistema jupiteriano e as suas luas também são alvos frequentes de observatórios terrestres e espaciais, incluindo o Telescópio Espacial Hubble e o JWST.
Fatos sobre Io
Io é a quarta maior lua jupiteriana e um dos quatro satélites da Galiléia. Ele orbita mais próximo de Júpiter e é puxado por um cabo de guerra gravitacional entre Júpiter e as outras luas da Galiléia. O resultado é um processo chamado “aquecimento de maré” nas profundezas de Io, produzido por fricção. Isso gera calor, que derrete o interior de Io e abre aberturas para que o calor e o material derretido possam escapar para a superfície.
Esta pequena lua é composta principalmente de rocha de silicato sobre um núcleo de ferro ou sulfeto de ferro. A superfície está marcada por vulcões e deformada por forças de compressão abaixo da crosta. As características mais óbvias são as montanhas vulcânicas, plumas e fluxos de lava. Atualmente, os vulcões de Io ressurgem na paisagem a uma taxa de cerca de 0,1 a 1,0 cm por ano. Eles também pintam sua superfície com uma incrível variedade de cores. Durante o sobrevôo da Voyager 2, as pessoas frequentemente comparavam sua aparência a uma pizza. As cores vêm principalmente de enxofre e compostos sulfurosos depositados na paisagem.
Normalmente, os geólogos olhavam para a sua superfície e contavam as crateras para ter uma ideia da sua idade. Mas, como os fluxos vulcânicos apagam as crateras, não há uma maneira visual fácil de determinar há quanto tempo as características vulcânicas existem. No entanto, verifica-se que a abundância de certos isótopos de enxofre e outros elementos poderia fornecer um bom registo da história do vulcanismo em Io.
Analisando a Química de Io
Io provavelmente perdeu massa para o espaço ao longo de sua história. de Kleer e seus colegas apontam que seu suprimento de elementos voláteis deveria ser altamente enriquecido em isótopos pesados e estáveis. Isso porque os processos de escape atmosférico geralmente favorecem a perda de isótopos mais leves. Eles sugerem que medições de isótopos estáveis de elementos voláteis, como enxofre e cloro, poderiam fornecer detalhes precisos sobre a história do vulcanismo em Io. Portanto, faz sentido fazer agora uma análise química completa das emissões vulcânicas de Io e extrapolar de volta.
Compreender a química atual de Io requer, entre outras coisas, uma boa ideia da sua história de perda de massa. A perda de massa de Io ocorre devido a colisões entre moléculas atmosféricas e partículas energéticas presas na magnetosfera de Júpiter. Se isto continuasse ao longo da história de Io, então a sua química deveria fornecer evidências do passado vulcânico. No seu artigo, a equipa discute as suposições feitas, incluindo estimativas do inventário inicial de enxofre de Io, bem como possíveis taxas iniciais de perda de massa que poderiam afectar as actuais abundâncias de enxofre e cloro – dois elementos que ajudam a determinar o vulcanismo passado e presente. .
Para obter essa história, a equipe usou o Atacama Large Millimeter Array para observar gases na atmosfera de Io. O objetivo era medir SO2, SO, NaCl e KCl em várias formas e determinar as proporções de 34S para 32Areia 37Cl para 35Cl. Depois de analisar os dados, a equipe descobriu que Io perdeu pelo menos 94 a 99 por cento do enxofre disponível ao longo do tempo. Além disso, as medições mostram níveis enriquecidos de cloro. Isto provavelmente indica que Io tem estado vulcanicamente ativo ao longo do tempo. Também é possível que esta pequena lua tenha experimentado taxas mais elevadas de libertação de gases e perda de massa no início da sua história. Mais medições deverão ajudar os cientistas a restringir ainda mais a atividade vulcânica de Io.
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