I vulcani di Io? Sono nel posto sbagliato!

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Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute 

La luna di Giove, Io, è uno dei mondi più attivi dei nostro Sistema Solare, con centinaia di vulcani, fontane di lava ed eruzioni fino a 400 chilometri di altezza ma la sua attività vulcanica non si trova nel punto previsto dai modelli, dicono gli scienziati della NASA e dell'Agenzia Spaziale Europea ESA.

Io si trova in una posizione particolare nell'orbita di Giove, in una sorta di braccio di ferro tra la forte attrazione gravitazionale del gigante gassoso e la più piccola ma sincronizzata influenza delle due lune più vicine, Europa e Ganimede. L'orbita di Io è più veloce rispetto a quella di queste due lune: compie due orbite ogni volta che Europa ne finisce una e quattro orbite per una di Ganimede. La tempistica fa si che l'attrazione gravitazionale si senta maggiormente e l'orbita di Io venga distorta e ovalizzata e questo, a sua volta, porta Io ad essere ulteriormente influenzata quando si muove intorno a Giove, che deforma la luna quando passa nelle sue vicinanze. La flessione dovuta alla gravità provoca un riscaldamento di marea che genera l'enorme calore interno, causa del vulcanesimo sulla luna.

Ma questo riscaldamento, come colpisce l'interno della luna?
Alcuni pensano che avvenga in profondità ma l'opinione più comune è che si verifichi ad un livello poco sotto la crosta, chiamato astenosfera. Qui, la roccia si comporta come stucco, lentamente deformata sotto pressione e calore.

"La nostra analisi supporta l'opinione prevalente che la maggior parte del calore viene generato nell'astenosfera ma abbiamo trovato che l'attività vulcanica si trova dai 30 ai 60 gradi Est da dove ci aspettiamo che fosse", ha detto Christopher Hamilton dell'Università del Maryland, College Park, autore dell'articolo pubblicato il 1 gennaio sulla rivista Earth and Planetary Science Letters.

Hamilton e il suo team hanno sviluppato il loro lavoro basandosi sulla mappa geologia globale di Io prodotta da David Williams dell'Arizona State University di Tempe, Arizona. La mappa fornisce l'inventario più completo dei vulcani di Io rilevati fino ad oggi.

Supponendo che i vulcani si trovano sopra ai punti in cui si verifica il riscaldamento più interno, il team ha testato una serie di modelli relazionando la posizione dell'attività vulcanica con i modelli di riscaldamento di marea.

"Abbiamo effettuato la prima rigorosa analisi statistica della distribuzione dei vulcani nella nuova mappa globale geologica di Io", dice Hamilton. "Abbiamo trovato uno scostamento sistematico verso est della collocazione dei vulcani osservata e predetta che non può accordarsi con nessun modello di riscaldamento di marea per corpi solidi".

Una possibile spiegazione potrebbe essere che Io ruota più velocemente del previsto, con una struttura interna che permette al magma di correre più velocemente sotto la superficie, dal punto in cui avviene il riscaldamento fino al punto in cui ha la strada per fuoriuscire, oppure potrebbe esistere un ulteriore elemento, finora non considerato.

Il magnetometro della missione Galileo della NASA che rilevato un campo magnetico intorno ad Io, suggerendo la presenza di un oceano magmatico nel sottosuolo.

Orbitando intorno a Giove, Io si muove nel vasto campo magnetico del pianeta e i ricercatori pensano che questo, insieme ad un oceano globale in grado di condurre elettricamente il magma, possa generare il campo magnetico osservato.

"La nostra analisi supporta l'ipotesi di un oceano di magma globale sotto la superficie come una possibile spiegazione per la differenza tra la posizione dei vulcani prevista e quella osservata su Io", dice Hamilton. "Tuttavia, un oceano di magma su Io non sarebbe come gli oceani della Terra. Invece di essere uno strato completamente fluido, l'oceano magmatico di Io sarebbe probabilmente più come una spugna, con almeno il 20 per cento di silicati fusi all'interno di una matrice di roccia lentamente deformabile".

Il riscaldamento di marea è anche ritenuto responsabile degli oceani di acqua liquida che potrebbero esistere sotto le croste ghiacciate di Europa e della luna di Saturno, Encelado.

"L'inaspettato spostamento verso est delle posizioni dei vulcani è un indizio che qualcosa manca nella nostra comprensione di Io", dice Hamilton. "In un certo senso, questo è il nostro risultato più importante. La nostra comprensione della produzione di calore di marea e la sua relazione con vulcanismo di superficie è incompleta".