Un oceano sotterraneo di magma su Io

Una nuova ricerca finanziata dalla NASA che ha indagato sui vulcani di Io, una luna di Giove nonché il corpo più attivo nell'intero sistema solare sotto il profilo delle attività vulcaniche, è giunta a una straordinaria conclusione: la presenza di un oceano sotterraneo di magma, o roccia fusa, potrebbe spiegare perché le posizioni dei vulcani avvistati sulla superficie non corrispondano a quelle previste dai nostri modelli. La ricerca dimostra come gli oceani sotterranei, sia di magma che di acqua, come nel caso di Europa ed Encelado, siano potenzialmente molto comuni all'interno di lune sottoposte a intense forze mareali.

"È la prima volta che studiamo in dettaglio la magnitudine e la distribuzione del calore prodotto da maree di fluidi in un oceano di magma all'interno di Io," spiega Robert Tyler dell'Università del Maryland e della NASA. "Abbiamo scoperto che la struttura del calore mareale prevista dal nostro modello è in grado di produrre le strutture superficiali che abbiamo realmente osservato su Io."

Una duplice eruzione su Io: in alto, quella del vulcano Tvashtar, a ore nove, quella (più ridotta) del vulcano Prometeo. A sinistra è visibile una falce di Europa. Credits NASA/JHUAPL/SwRI

La superficie di Io è costellata di centinaia di crateri che producono eruzioni fino a 400 chilometri di quota. Queste intense attività, senza uguali nel nostro sistema solare, sono dovute alla complessa danza orbitale di Io, che viene continuamente compressa dall'attrazione gravitazionale di Giove e, in parte ben minore, da quella di Europa, una luna forse potenzialmente abitabile che si trova in risonanza orbitale con Io. Ciò significa che l'attrazione esercitata da Europa raggiunge il picco ogni volta nello stesso punto dell'orbita di Io, facendole assumere una forma a ovale ed accentuando ulteriormente lo stress gravitazionale indotto da Giove.

I modelli precedenti avevano sempre considerato Io come un corpo malleabile ma totalmente solido. Il risultato? I vulcani osservati su Io erano tutti tra i 30 e i 60 gradi più a est rispetto alla posizioni dei punti caldi previste dagli scienziati. Secondo questo nuovo studio, i modelli precedenti avevano ignorato un'importante pedina, quella del calore dovuto a uno strato fluido.

"È difficile spiegare un'anomalia così 'regolare', con tutti i vulcani spostati nella stessa identica direzione, con i modelli classici di riscaldamento mareale dei corpi solidi," spiega Wade Henning dell'Università del Maryland e della NASA. E così, gli scienziati hanno deciso di indagare su scenari diversi, quale ad esempio quello di un oceano sotterraneo.

"I fluidi, e in particolare quelli viscosi, possono generare calore attraverso la dissipazione di energia per attrito," spiega Christopher Hamilton dell'Università dell'Arizona. Nonostante gli scienziati stessi abbiano usato il termine "oceano", si tratta più che altro di uno strato formato da materiale fuso con roccia, sia fusa che solida. Strisciando contro la roccia solida sotto la spinta gravitazionale di Giove, il materiale fuso è in grado di generare calore. "Questo processo può essere estremamente efficace per certe combinazioni di spessore e viscosità che possono generare risonanze in grado di aumentare ulteriormente la produzione di calore."

"La componente del calore mareale dovuta al materiale fluido del nostro modello ibrido spiega alla perfezione la preferenza dell'attività vulcanica per le regioni equatoriali e lo spostamento verso est delle concentrazioni di vulcani, mentre il calore mareale dovuto al materiale solido nel profondo mantello potrebbe spiegare l'esistenza di vulcani a latitudini elevate," prosegue Henning. "Sia le attività mareali solide che quelle fluide offrono condizioni che favoriscono l'esistenza l'una dell'altra, quindi gli studi precedenti potrebbero aver raccontato solo metà della storia di Io."

Nella prima foto, un'eruzione del vulcano Tvashtar su Io vista dalla sonda New Horizons. Credits NASA/JHUAPL/SwRI