Io está ativa desde sua formação, dizem cientistas

Pesquisadores usaram observações milimétricas do ALMA sobre atmosfera de lua joviana. Proporções entre substâncias químicas indica que astro perdeu maior parte de seus gases.

Io, lua de Júpiter, é o mundo mais geologicamente ativo do Sistema Solar, com mais de 400 vulcões e respiradouros em sua superfície. A descoberta do vulcanismo em Io foi um dos principais resultados da missão Voyager. Quando as duas sondas passaram por Júpiter em 1979, suas imagens revelaram as características e plumas vulcânicas de Io.

De lá para cá, as missões Galileo, Cassini-Huygens, New Horizons e Juno também enviaram imagens da atividade vulcânica de Io. O sistema joviano e suas luas também são alvos frequentes de grandes observatórios terrestres e espaciais, incluindo Hubble e James Webb.

Io é a quarta maior lua joviana eum dos quatro satélites galileanos – descobertos por Galileu Galilei. Essa pequena lua é composta principalmente de rocha de silicato sobre um núcleo de ferro ou sulfeto de ferro. A superfície é marcada por vulcões e deformada por forças de compressão sob a crosta. As características mais evidentes são montanhas vulcânicas, plumas e fluxos de lava.

Sua órbita é a mais próxima de Júpiter e sofre um “cabo de guerra gravitacional” entre Júpiter e as outras luas galileanas. As forças de maré geram atrito em seu interior e aquecem as profundezas da lua. O processo gera tanto calor que derrete o interior de Io e abre aberturas para que o material derretido possa escapar para a superfície.

Atualmente, os vulcões de Io renovam a paisagem de 0,1 a 1,0 cm por ano. Eles também pintam sua superfície com uma incrível variedade de cores, que vêm principalmente do enxofre e dos compostos sulfurosos depositados pelos vulcões.

Normalmente, astrogeólogos observam a superfície de uma lua e contam as crateras para terem uma ideia de sua idade. Como os fluxos vulcânicos erodem as crateras, não há uma maneira visual fácil de determinar há quanto tempo as características vulcânicas existem. No entanto, a abundância de certos isótopos de enxofre e outros elementos pode fornecer um bom registro da história do vulcanismo em Io.

Passado Uma equipe de cientistas planetários afirma que a lua tem sido vulcânicamente ativa desde sua formação com base nesses compostos químicos. Um artigo recente, liderado por Katherine de Kleer, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, cita dados de observações em comprimentos de onda milimétricos de isótopos elementares encontrados nas erupções de Io.

A equipe descobriu químicos como cloro e enxofre em quantidades maiores em Io do que em lugares comparáveis no Sistema Solar. A análise mostra que Io tem estado ativa durante a maior parte de sua história. E é tão vulcânica que sua superfície se renova a cada milhão de anos, aproximadamente.

Io provavelmente perdeu massa para o espaço ao longo de sua história. Kleer e seus colegas apontam que seu suprimento de elementos voláteis deve ser altamente enriquecido em isótopos estáveis pesados. Isso ocorre porque os processos de escape atmosférico geralmente favorecem a perda de isótopos mais leves. Eles sugerem que as medições de isótopos estáveis de elementos voláteis, como enxofre e cloro, poderiam fornecer detalhes precisos sobre a história do vulcanismo em Io. Assim, faz sentido fazer uma análise química completa das emissões vulcânicas de Io agora e extrapolar para o passado.

Para entender a química atual de Io, é necessário, entre outras coisas, ter uma boa ideia de seu histórico 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 isso continuou ao longo da história de Io, então sua química deve fornecer evidências do passado vulcânico.

Em seu artigo, a equipe discute as suposições, incluindo estimativas da quantidade inicial de enxofre de Io, bem como possíveis taxas iniciais de perda de massa que poderiam afetar as quantidades atuais de enxofre e cloro – dois elementos que ajudam a determinar o vulcanismo passado e presente.

Para obter esse histórico, a equipe usou o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para observar os gases na atmosfera de Io. O objetivo era medir SO₂, SO, NaCl e KCl em várias formas e determinar as proporções de ³⁴S para ³²S e ³⁷Cl para ³⁵Cl. Após analisar os dados, a equipe descobriu que Io perdeu entre 94 e 99% do enxofre inicial. As medições também mostram níveis enriquecidos de cloro.

Isso é um forte indicativo de que Io tem sido vulcanicamente ativa ao longo da maior parte de suas existência. Também é possível que essa pequena lua tenha experimentado taxas mais altas de desgaseificação e perda de massa no início de sua história. Mais medições devem ajudar os cientistas a restringir ainda mais a atividade vulcânica de Io.