Il vulcanismo “recente” solleva enigmi
Plutone, il più grande pianeta nano del Sistema Solare, è appena diventato ancora più interessante con un rapporto secondo cui i flussi di lava ghiacciata hanno recentemente coperto tratti sostanziali della sua superficie. In questo contesto, “recentemente” significa probabilmente non più di un miliardo di anni fa. Questo è vecchio, ovviamente – e non vi è alcun suggerimento che i vulcani siano ancora attivi – ma ha solo un quarto dell’età del Sistema Solare e nessuno sa come Plutone abbia prodotto il calore necessario per alimentare queste eruzioni.
La notizia, arrivata quasi sette anni dopo che la sonda New Horizons della NASA ha effettuato il suo spettacolare sorvolo di Plutone il 14 luglio 2015, è grazie all’analisi di immagini e altri dati da parte di un team guidato da Kelsi Singer del Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado.
Il team di Singer attira in particolare l’attenzione su un elemento montuoso chiamato Wright Mons, che si erge a 4-5 km sopra i suoi dintorni. Ha una larghezza di circa 150 km alla base e ha una depressione centrale (un buco) larga 40-50 km, con un pavimento basso almeno quanto il terreno circostante.
Il team afferma che Wright Mons è un vulcano e cita la mancanza di crateri da impatto come prova del fatto che non è probabile che sia più vecchio di 1-2 miliardi di anni. Molte altre aree di Plutone sono state in giro abbastanza a lungo da accumulare un gran numero di crateri da impatto: nessun recente flusso di lava ghiacciata le ha coperte.
Per quanto riguarda i vulcani, Wright Mons è molto grande. Il suo volume supera i 20mila chilometri cubi. Sebbene considerevolmente inferiore al volume dei vulcani più grandi di Marte, è simile al volume totale del Mauna Loa delle Hawaii e molto maggiore del volume della sua porzione sul livello del mare. Ciò è particolarmente impressionante date le piccole dimensioni di Plutone, con un diametro di circa un terzo di quello di Marte e un sesto di quello della Terra.
Roba da Wright
In dettaglio, le pendici di Wright Mons e gran parte dei suoi dintorni sono affollate di collinette alte fino a 1 km e larghe per lo più 6-12 km. Il team conclude che questi cumuli sono costituiti principalmente da ghiaccio d’acqua, piuttosto che da ghiaccio di azoto o metano che copre alcune altre giovani regioni di Plutone. Sostengono che ciò è coerente con la forza materiale necessaria per formare e preservare queste cupole, ma riconoscono piccole macchie di ghiaccio di azoto molto più debole, principalmente nella depressione centrale.
Le collinette sono state probabilmente create da una sorta di vulcanismo del ghiaccio, noto con il termine tecnico “criovulcanismo” – eruttando acqua ghiacciata piuttosto che roccia fusa. La densità apparente di Plutone mostra che deve avere roccia al suo interno, ma le sue regioni esterne sono una miscela di ghiacci (acqua, metano, azoto e probabilmente anche ammoniaca e monossido di carbonio, che sono tutti meno di un terzo più densi della roccia) allo stesso modo in cui la crosta terrestre e di altri pianeti rocciosi è una miscela di diversi minerali di silicato.
Alla temperatura superficiale di Plutone ben al di sotto dei -200°C, il ghiaccio fatto di acqua ghiacciata è immensamente forte. Può (e su Plutone lo fa) formare ripide montagne che dureranno per l’eternità senza cadere in discesa come un ghiacciaio sulla Terra molto meno gelida, dove il ghiaccio è più debole.
Cosa scioglie il ghiaccio?
Il ghiaccio, ovviamente, si scioglie a temperature molto più basse della roccia. E quando c’è una miscela di due ghiacci, lo scioglimento può iniziare a una temperatura inferiore rispetto a uno dei ghiacci puri (lo stesso principio si applica nella roccia di silicato composta da minerali diversi). Questo rende lo scioglimento ancora più facile. Nonostante ciò, è una sorpresa trovare prove di eruzioni criovulcaniche relativamente giovani e ricche di acqua su Plutone, perché non esiste una fonte di calore nota per alimentarle.
C’è solo una possibilità molto limitata per l’interno di Plutone di essere riscaldato dalle forze di marea – un effetto gravitazionale tra corpi orbitanti, come una luna e un pianeta – che riscaldano gli interni di alcune lune di Giove e Saturno. E la quantità di roccia all’interno di Plutone non è sufficiente per produrre molto calore dalla radioattività.
Si ipotizza che Plutone in qualche modo abbia resistito al calore dalla sua nascita, che non è stato in grado di trapelare. Ciò sarebbe coerente con Plutone che ha un profondo oceano di acqua liquida interna, suggerito sulla base di altre prove.
Se le collinette da cui è costruito Wright Mons rappresentano eruzioni di ghiaccio d’acqua, questa roba chiaramente non scorreva liberamente come acqua liquida, ma doveva essere una specie di “poltiglia” appiccicosa ricca di cristalli, forse all’interno di un ambiente completamente ghiacciato, ma comunque flessibile che confinava ogni versamento di fluido in una collinetta a forma di cupola.
Un buco nella discussione?
Il team cita la profondità e il volume della depressione centrale di Wright Mons per respingere i precedenti suggerimenti che si tratti di un cratere vulcanico (una caldera) o che sia stato scavato da eruzioni esplosive. Invece, lo considerano come un divario che in qualche modo evitava di essere coperto da collinette eruttate.
C’è un probabile vulcano ancora più grande, Piccard Mons, a sud di Wright Mons che ha anche una grande depressione centrale.
Piccard Mons è meno caratterizzato di Wright Mons perché, quando New Horizons si avvicinò più vicino, la rotazione di Plutone aveva portato Piccard Mons nell’oscurità. Il sorvolo era così veloce che solo il lato di Plutone rivolto verso il Sole al momento giusto poteva essere visto in dettaglio. Tuttavia, New Horizons è stato in grado di riprendere Piccard Mons grazie alla luce solare riflessa debolmente sul terreno dalla foschia nell’atmosfera di Plutone.
È stato un risultato straordinario, ma ci lascia con la voglia di saperne di più. Quali dettagli extra si nascondono nella metà di Plutone scarsamente immaginata? Probabilmente passeranno decenni prima che lo scopriamo o impariamo molto di più su come si sono formati questi vulcani ghiacciati.
Autore
David Rothery, L’Università Aperta
