Plutón tiene gigantescos penitentes congelados en la superficie

Comprobado por la misión New Horizons

Científicos hallaron, en Plutón, lo que podríamos llamar ‘penitentes plutonianos’, características superficiales de hielo y nieve, que hasta ahora sólo habían sido vistas en la Tierra. Lo hicieron utilizando un modelo similar al empleado por los meteorólogos para realizar pronósticos climáticos y una simulación por ordenador de la física involucrada en la evaporación de congelados.

Formadas por la erosión, las características, conocidas como “penitentes”, son depresiones cóncavas con puntas como hojas de cuchillos que se elevan varios cientos de metros.

Acercamiento del área conocida informalmente como Tartarus Dorsa, en Plutón, donde los científicos han comprobado la existencia de penitentes de metano congelado que alcanzan la elevación de rascacielos de Nueva York. Crédito de la imagen: NASA/JHUAPL/SwRI.

La NASA difundió dos estudios, realizados por equipos diferentes, que tienen una particularidad, si es que puede mencionársela así: los equipos están liderados por dos científicos con apellidos muy similares: John Moores y Jeffrey Moore. Ambos, además, realizan ciencia planetaria en misiones robóticas en Marte. Ahora, sigamos adelante para adentrarnos en cada uno de los hallazgos.

Los hallazgos del equipo de Moores

La investigación, conducida por John Moores de York University, Toronto, Canadá, realizada en colaboración con el Laboratorio de Física Aplicada de la Johns Hopkins University, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, indica que estas características heladas podrían existir en otros planetas con similares condiciones ambientales.

John Moores, científico de York University, de Canadá

La identificación de estos pliegues superficiales en Plutón, que han sido bautizados informalmente como el área Tartarus Dorsa, sugieren que es necesaria la presencia de una atmósfera para la formación de los penitentes, que según Moores, podría explicar no han sido vistos previamente en otros satélites helados que no tienen vientos, o en planetas enanos. “Pero diferencias exóticas en el entorno causan el aumento a las características con escalas muy diferentes. Esta prueba de nuestros modelos terrestres para penitentes sugiere que podríamos encontrar estas características en otro lugar del Sistema Solar, y en otros sistemas solares donde las condiciones sean adecuadas”, según el investigador.

El equipo de investigación, también integrado por Christina Smith, de York University, Anthony Toigo de LFA y Scott Guzewich del Centro de Vuelo Espacial Goddard, comparó su modelo con las imágenes de las crestas superficiales de Plutón captadas por la sonda espacial New Horizons, de la NASA, durante el sobrevuelo de julio de 2015. Las características de Plutón son más grandes, con más de 500 metros de altura, y separadas entre tres a cinco kilómetros, que sus contrapartes terrestres.

“Este enorme tamaño es previsto por la misma teoría que explica la formación de estas características en la Tierra. De hecho, fuimos capaces de combinar el tamaño y separación, la dirección de las crestas montañosas, así como su antigüedad: tres evidencias que apoyan nuestra identificación de esas crestas como penitentes”, indicó Moores.

Los penitentes de nieve congelada en el altiplano de Chajnantor, Chile. Pese a que tienen formas similares, su composición y su tamaño son diferentes a las características halladas en la zona ecuatorial de Plutón. Crédito de la imagen: Wikipedia-ESO

El científico detalló que aunque el medio ambiente de Plutón es muy diferente al terrestre (más frío, con el aire más fino, el Sol más tenue y la nieve y el hielo superficial está hecho de metano y nitrógeno en vez de agua), se aplican las mismas leyes naturales. Y destacó que la NASA y el LFA fueron fundamentales en la colaboración que condujo al nuevo hallazgo; porque ambos brindaron antecedentes de la atmósfera de Plutón utilizando un modelo similar al empleado por los meteorólogos para el pronóstico del clima en la Tierra. Consideran que fue uno de los ingredientes clave en los propios modelos de los penitentes de Moores, sin los cuales el descubrimiento no habría sido posible.

Cuando New Horizons sobrevoló Plutón, sus observaciones revolucionaron el conocimiento que teníamos de ese distante cuerpo celeste de nuestro Sistema Solar. Entre esos descubrimientos se hallaban las imágenes de extrañas formaciones semejantes a gigantescas hojas de cuchillo heladas, cuyo origen se mantuvo como un misterio, hasta ahora.

Los científicos ahora hallaron una explicación para este terreno con ‘cuchillas emergentes’: las estructuras están compuestas, mayormente, de metano helado, y son formadas por una forma específica de erosión que desgasta sus superficies, dejando crestas enormes y divisiones muy marcadas.

Estas crestas geológicamente dentadas son halladas en la superficie de las elevadas altitudes de Plutón, cerca del ecuador, y se elevan muchos cientos de metros hacia el cielo, al estilo de los rascacielos de Nueva York. Constituyen uno de los tipos de características más desconcertantes de Plutón, y ahora parece que estas hojas gigantescas están relacionadas con la complejidad del clima y la historia geológica del planeta.

Los hallazgos del equipo de Moore

Jeffrey Moore y Cathy Olkin, integrantes del equipo científico de la misión New Horizons.

Pasemos ahora a interiorizarnos del trabajo realizado por el equipo liderado por uno de los integrantes del equipo científico de New Horizons, Jeffrey Moore, quien pertenece al Centro de Investigación Ames, de la NASA, en Silicon Valley, California, Estados Unidos. Esta investigación determinó que la formación del terreno, con formas de hojas de cuchillo apuntadas al cielo, comienza con el metano congelándose fuera de la atmósfera en las extremas altitudes de Plutón, de una manera similar al congelamiento de la escarcha en la superficie de la Tierra, y también en el congelador o heladera que tenemos en nuestros hogares.

“Cuando advertimos que los terrenos acuchillados consisten en depósitos elevados de metano congelado, nos preguntamos por qué se forman todas esas crestas, en lugar de sólo conformar grandes bolas de hielo en la superficie. Resulta que Plutón experimenta variaciones climáticas y algunas veces, cuando está un poco más cálido, básicamente, el metano congelado comienza a ‘evaporarse’ hacia fuera”, señaló Moore.

Los científicos utilizan el término “sublimación” para este proceso en que el hielo se transforma directamente en gas, saltándose la forma líquida intermedia.

Fantástica imagen captada por los instrumentos de la sonda espacial New Horizons, durante el sobrevuelo de Plutón, en julio de 2.015. Esas impresionantes elevaciones que se observan en la zona media e inferior derecha, son los gigantescos penitentes de metano congelado de Plutón. Se estima que están difundidos por otras zonas de Plutón que no fueron observadas tan detalladamente por la misión de la NASA. Crédito de la imagen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Estructuras similares pueden hallarse en campos nevados de altas altitudes a lo largo del ecuador terrestre, si bien con escalas muy diferentes a las hojas que existen en Plutón. Las estructuras terrestres, llamadas penitentes, son formaciones de nieve con unos pocos metros de elevación, con impactantes similitudes a los terrenos de Plutón poblados de enormes elevaciones. Esta textura puntiaguda también se forma por la sublimación.

Esa erosión de los terrenos ‘acuchillados’ de Plutón indican que su clima ha sufrido cambios a lo largo de extensos períodos de tiempo - en una escala de millones de años -, que causa esta permanente actividad geológica. Antiguas condiciones climáticas permitieron que el metano se congelara en las superficies a grandes altitudes, pero a medida que el tiempo pasó, esas condiciones cambiaron, causando que el hielo “se quemara” y se convirtiera en gas.

Este vídeo muestra la zona en que la misión New Horizons pudo captar en alta definición algunas de las espectaculares y deslumbrantes características de la superficie de Plutón. En el final, una secuencia de imágenes que muestra esa capa de niebla azul, de unos dos días después del sobrevuelo, cuando New Horizons aprovechó el efecto de contraluz, con el Sol a miles de millones de kilómetros de distancia, para sorprendernos con esa tenue atmósfera cargada de metano en suspensión.

Como resultado de estos descubrimientos, ahora sabemos que la superficie y el aire de Plutón son mucho más dinámicos de que pensábamos previamente. Mientras los resultados del equipo de Moores fueron publicados en agosto de 2017 en Nature, lo obtenido por el equipo de Moore fue difundido en Icarus, una publicación internacional de ciencia planetaria.

Cartografiando la superficie de Plutón

Estos mapas muestran la topografía (arriba), y la composición (abajo) de la superficie de Plutón. En la zona de alta resolución del mapa topográfico, la región remarcada con rojo es alta elevación. En el mapa inferior vemos la composición, que indica la presencia de metano, codificada con el color naranja. Podemos distinguir que el metano se extiende en las zonas que tienen menor resolución, lo cual indica que allí hay una elevada presencia de metano, y que también son áreas de altas altitudes. Crédito de la imagen:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Lunar and Planetary Institute.

El Centro Ames señaló que “al identificar la naturaleza del exótico terreno con formas de hojas de cuchillo nos lleva un paso más cerca del entendimiento de la topografía global de Plutón. New Horizons brindó espectacular información en alta resolución sobre uno de los lados de Plutón, llamado el hemisferio del encuentro, y observó el otro lado en resolución más baja”.

Ahora que se ha vinculado el metano a las elevaciones altas, los investigadores pueden usar información sobre la ubicación del metano en Plutón, para inferir qué ubicaciones están a altitudes más elevadas. Esto provee la oportunidad de cartografiar altitudes de algunas partes de la superficie de Plutón que no fue capturada en alta resolución, donde parece que existen esos terrenos tan exóticos.

Si bien contamos con la detallada cobertura de una pequeña área de Plutón, realizada por los instrumentos de New Horizons, los investigadores de la NASA y sus colaboradores han podido concluido, en base a diversos tipos de información, que esas crestas afiladas pueden ser una característica muy difundida en el llamado lado lejano de Plutón, ayudando a desarrollar trabajos destinados a comprender la geografía global de Plutón, pasada y actual.

Este artículo se basa en Solving the Mystery of Pluto’s Giant Blades of Ice y Scientists Offer Sharper Insight into Pluto’s Bladed Terrain.

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