Los científicos han estado intrigados durante mucho tiempo por las superficies de cuerpos terrestres distintos de la Tierra que revelan similitudes profundas debajo de sus historias volcánicas y tectónicas que difieren superficialmente.
Un equipo de científicos de la NASA, la Universidad de Hampton y la Universidad de Hong Kong proponen una nueva forma de entender el enfriamiento y la transferencia de calor desde los interiores planetarios terrestres y cómo eso afecta la generación de los terrenos volcánicos que dominan los planetas rocosos.Sobre la dinámica actual de Io, la luna calentada por las mareas de Júpiter, los científicos plantean la hipótesis de que las historias geológicas de los cuerpos terrestres del sistema solar, específicamente Mercurio, Venus, la Luna y Marte, son consistentes con un modo de evolución planetaria temprana que involucra tubos de calor.proponen además que el enfriamiento por tubería de calor es un proceso universal que puede explicar las características comunes que se ven en las superficies de los planetas terrestres.
Los hallazgos del equipo se discuten en un artículo publicado recientemente en Letras de ciencia planetaria y terrestre .
"Creemos que el concepto de un modo de formación de planetas de tubo de calor es importante y ayudará a explicar la evolución de todos los planetas rocosos", dijo el Dr. Justin Simon, científico planetario de la NASA, Centro de Cosmoquímica y Geocronología de Isótopos en los AstromaterialesDivisión de Ciencias de Investigación y Exploración del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas y uno de los coautores del artículo. "Si se demuestra que es correcto, se discutirá junto con las teorías de la tectónica de placas, los 'océanos de magma' planetarios y el 'teoría del impacto gigante para el origen de la luna '".
Los científicos plantean la hipótesis de que el enfriamiento con tubos de calor estuvo involucrado en la evolución de todos los planetas terrestres, incluida la Tierra primitiva, y representa la transición del océano de magma a los modos de evolución planetaria de tapa rígida o tectónica de placas. Los tubos de calor transportan calor desde el interiora la superficie a través del derretimiento del manto y el ascenso del magma. Las erupciones resultantes conducen a la resurgencia volcánica global por la cual capas volcánicas más antiguas son enterradas progresivamente y empujadas hacia abajo para formar litosferas mecánicas gruesas, frías y fuertes.
Los autores revisan las observaciones relevantes para la formación de las superficies de cada uno de los planetas terrestres y los modelos actuales que se han propuesto para explicarlos. Luego discuten los principales problemas pendientes y muestran cómo la hipótesis del tubo de calor puede resolverlos ende manera consistente en todos los planetas.
"Los cuerpos terrestres en nuestro sistema solar se ven lo suficientemente diferentes como para que la visión clásica sea que todos se formaron de manera diferente, al menos en términos de hacer sus capas externas. Si nuestro análisis tiene mérito, apunta en la dirección de un modelo universal parael desarrollo temprano de los planetas terrestres, en todo nuestro sistema solar y más allá ", dijo el Dr. Alexander Webb, profesor asociado de la Universidad de Hong Kong.
Los autores señalan que Mercurio fue resurgido globalmente al principio de su evolución por erupciones volcánicas que emplazaron llanuras lisas con pocos centros de erupción identificables. Los autores concluyen que las observaciones geológicas del planeta apuntan a un episodio de tubos de calor que operan por algo menos que elLos primeros mil millones de años de la evolución de Mercurio. La superficie de Venus también está dominada por lavas con amplias llanuras formadas por numerosos flujos que abarcan cientos de kilómetros en pendientes bajas con pocas estructuras de origen identificables. Venus no muestra suficiente flujo volcánico para experimentar actualmente calor activo.enfriamiento de la tubería, pero los autores concluyen que la tapa gruesa y estancada de la litosfera es un relicto del funcionamiento de la tubería de calor que cesó rápidamente hace varios cientos de millones de años.
Entre las características superficiales más importantes de Marte se encuentran sus volcanes grandes, terrenos antiguos con cráteres y la dicotomía de la corteza entre el hemisferio sur elevado y el hemisferio norte deprimido. No está claro qué procesos fueron responsables de la formación de la dicotomía, pero los autoresconcluyen que una fuerte litosfera antigua creada por el vulcanismo de tubería de calor habría ayudado a la preservación de esta característica antigua. De manera similar, la Luna se destaca por tener una forma que está dramáticamente fuera del equilibrio hidrostático, pero preservar una forma de desequilibrio requiere una forma fuerte,litosfera de formación temprana. Los autores argumentan que una litosfera fuerte es precisamente el comportamiento esperado de un cuerpo que experimenta enfriamiento con tubería de calor.
El equipo reunió evidencia geológica, geoquímica y geocronológica de los cuerpos terrestres de nuestro sistema solar para demostrar que los tubos de calor pueden haber proporcionado el mecanismo principal de formación y renovación de la corteza. La hipótesis del tubo de calor proporciona una explicación uniforme de las características comunesde los planetas terrestres conocidos que no se han sometido a la tectónica de placas y deben considerarse un aspecto importante de su evolución.
"El desarrollo de esta teoría es un gran ejemplo de cómo la exploración de nuestros vecinos planetarios, en este caso [la luna de Júpiter] Io, ha llevado a una comprensión más profunda de la Tierra y de los planetas rocosos de la galaxia", dijo el Dr.William Moore, profesor de ciencias atmosféricas y planetarias, Universidad de Hampton, EE. UU.
Los tubos de calor también deberían ocurrir en exoplanetas rocosos que orbitan otras estrellas. Un planeta con el doble de masa de la Tierra debería tardar más del doble en enfriarse, porque el área de la superficie no crece tan rápido como la masa. Para los exoplanetas grandes, elLa vida útil del modo de tubería de calor puede exceder la vida útil de las estrellas parentales similares al Sol y, por lo tanto, es posible que nunca se observe ninguna fase tectónica de placas posterior. Este estudio nos obliga a reconsiderar nuestras expectativas sobre qué tipos de superficies y atmósferas esperar a medida que nos expandimosnuestra exploración de otros sistemas solares.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hong Kong . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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