Pelé (volcán)
Volcán en la luna Io de Júpiter
Imagen en color del hemisferio posterior de Ío, resaltando el gran anillo rojo alrededor del volcán Pele

Pele es un volcán activo en la superficie de la luna Ío de Júpiter . Está ubicado en el hemisferio posterior de Ío a 18°42′S 255°18′O / 18.7°S 255.3°O / -18.7; -255.3 . [1] Varias naves espaciales han observado una gran columna volcánica de 300 kilómetros (190 millas) de altura en Pele, a partir de la Voyager 1 en 1979, aunque no ha sido persistente. [2] El descubrimiento de la columna de Pele el 8 de marzo de 1979 confirmó la existencia de vulcanismo activo en Ío. [3] La columna está asociada con un lago de lava en el extremo norte de la montaña Danube Planum . Pele también es notable por un anillo rojo grande y persistente que rodea el volcán como resultado de la lluvia sulfurosa de la columna volcánica.

Observaciones

Viajero

Mosaico de imágenes tomadas por la Voyager 1 de Pele (arriba a la derecha del centro) y su columna volcánica filamentosa

En marzo de 1979, cuando la Voyager 1 se aproximaba al sistema de Júpiter, tomó numerosas imágenes del planeta y de sus cuatro satélites más grandes, incluido Ío. Una de las características más distintivas de estas imágenes distantes de Ío era un gran anillo elíptico con forma de huella en el hemisferio posterior del satélite (el lado que mira en dirección opuesta a la del movimiento en un satélite que gira sincrónicamente como Ío). [4] Durante el encuentro, el 5 de marzo de 1979, la Voyager 1 tomó imágenes de alta resolución de la región con forma de huella. En el centro de la región oscura con forma de pajarita en el medio del anillo había una depresión parcialmente llena de material oscuro, de 30 km (19 mi) por 20 km (12 mi) de tamaño. [5] Esta depresión, que más tarde se descubrió que era la fuente del volcán Pele, se encuentra en la base norte de una montaña fracturada que más tarde se denominó Danube Planum. Con la otra evidencia dramática de actividad volcánica en la superficie de Ío de este encuentro, los investigadores plantearon la hipótesis de que Pele probablemente era una caldera . [4]

El 8 de marzo de 1979, tres días después de pasar por Júpiter, la Voyager 1 tomó imágenes de las lunas de Júpiter para ayudar a los controladores de la misión a determinar la ubicación exacta de la nave espacial, un proceso llamado navegación óptica. Mientras procesaba imágenes de Ío para mejorar la visibilidad de las estrellas de fondo, la ingeniera de navegación Linda Morabito encontró una nube de 300 kilómetros (190 millas) de altura a lo largo del limbo de la luna. [3] Al principio, sospechó que la nube era una luna detrás de Ío, pero ningún cuerpo de tamaño adecuado habría estado en esa ubicación. Se determinó que la característica era una columna volcánica de 300 km (190 millas) de alto y 1200 km (750 millas) de ancho, generada por el vulcanismo activo en Pele. [6] Basándose en el tamaño de la columna observada en Pele, se determinó que el anillo de material rojizo (u oscuro como parecía a las cámaras de la Voyager, que eran insensibles a las longitudes de onda rojas) era un depósito de material de la columna. [6] Después de este descubrimiento, se localizaron otras siete columnas en imágenes anteriores de Ío tomadas por la Voyager 1. [6] La emisión térmica de Pele detectada por el Espectrómetro de Interferometría Infrarroja (IRIS) de la Voyager 1 detectó un punto caliente térmico en Pele, indicativo de lava enfriándose, lo que indica además que la actividad volcánica en la superficie estaba vinculada a las columnas observadas por la Voyager 1. [ 7]

Cuando la Voyager 2 sobrevoló el sistema de Júpiter en julio de 1979, su campaña de imágenes se modificó para observar las columnas de Ío en acción y buscar cambios en la superficie. La columna de Pele, denominada Pluma 1 en ese momento porque fue la primera de las columnas volcánicas de Ío en ser descubierta, no fue vista por la Voyager 2 cuatro meses después. Las observaciones de monitoreo de la superficie revelaron cambios en el anillo rojo que rodea a Pele. [8] Si bien tenía forma de corazón o de huella de pezuña durante el encuentro de la Voyager 1 , ahora era más elíptica con la muesca en la parte sur del depósito de la columna ahora rellena, posiblemente debido a cambios en la distribución de las fuentes de la columna dentro de la patera de Pele . [8]

Tras los encuentros de la Voyager, la Unión Astronómica Internacional nombró oficialmente al volcán en honor a la diosa hawaiana del volcán, Pele , en 1979. [1]

Galileoy más allá

Imagen infrarroja que muestra la emisión térmica nocturna del lago de lava Pele

Galileo llegó al sistema de Júpiter en 1995 y, desde 1996 hasta 2001, monitoreó regularmente la actividad volcánica en Ío a través de observaciones de la emisión térmica de Ío en longitudes de onda cercanas al infrarrojo, fotografiando Ío mientras estaba en la sombra de Júpiter para buscar puntos calientes térmicos en longitudes de onda visibles y cercanas al infrarrojo, y fotografiando Ío durante la mayor parte de la órbita para detectar cambios en la apariencia de material difuso y flujos de lava en la superficie. [9] La emisión térmica de Pele se detectó en casi todas las ocasiones en que se fotografiaron el hemisferio posterior de Ío mientras la luna estaba a la sombra de Júpiter. [5] Se descubrió que la columna volcánica en Pele era intermitente o estaba compuesta principalmente de gas con ráfagas ocasionales de mayor contenido de polvo. Fue detectada solo dos veces por Galileo en diciembre de 1996 y diciembre de 2000. [2] En estas dos detecciones, la altura de la columna varió de 300 km (190 mi) a 426 km (265 mi). [2] La columna también fue detectada por el telescopio espacial Hubble en octubre de 1999 mientras Galileo realizaba un sobrevuelo de la luna. Las observaciones del Hubble permitieron la detección de azufre diatómico (S 2 ) por primera vez en Ío en la columna de Pele. [10] Se observaron cambios sutiles en la forma e intensidad del gran depósito de la columna de anillos rojos que rodea a Pele en imágenes del volcán a la luz del día, con el cambio más notable visto en septiembre de 1997 cuando el material piroclástico oscuro de una erupción de Pillan Patera cubrió una parte del depósito de la columna de Pele.

Durante los encuentros de Galileo con Ío entre octubre de 1999 y octubre de 2001, la nave espacial observó a Pele en tres ocasiones utilizando su cámara y espectrómetros infrarrojos mientras el volcán se encontraba en el lado nocturno de Ío. Las cámaras revelaron una línea curva de puntos brillantes a lo largo del margen de la patera de Pele (un término utilizado para las depresiones volcánicas de Ío, similares a las calderas). Dentro de la banda oscura este-oeste a lo largo de la porción sureste de la patera, se observó una gran cantidad de emisión térmica, con temperaturas y distribución consistentes con un gran lago de lava basáltica. [5]

La emisión térmica en Pele también fue observada en diciembre de 2000 por la nave espacial Cassini , en diciembre de 2001 desde el telescopio Keck en Hawai , y por la nave espacial New Horizons en febrero de 2007. [5] [11] [12]

Características físicas

Lago de lava

La imagen de Pele con mayor resolución tomada por la Voyager 1 en marzo de 1979

Pele tiene un cráter volcánico, también conocido como patera, de 30 km (19 mi) por 20 km (12 mi) de tamaño, [5] que se encuentra en la base del extremo norte de la montaña Danube Planum. La patera tiene múltiples niveles de suelo, con una sección más alta al noreste y una sección más baja que consiste en un graben con dirección este-oeste . [13] La actividad volcánica en Pele, como se ve en las imágenes tomadas por Galileo en octubre de 2001 mientras Pele estaba en el lado nocturno de Ío, parece estar limitada a pequeños "puntos calientes" térmicos a lo largo de los márgenes de la patera y una fuente de emisión térmica más intensa dentro de un área oscura en la parte sureste del suelo de la patera. [5] Esta distribución de la actividad, combinada con la estabilidad de Pele como un punto caliente en términos de temperatura y potencia emitida, sugiere que Pele es un gran lago de lava activo , una combinación de estilo de erupción e intensidad de actividad que no se ve en ningún otro lugar de Ío. [13] Los pequeños puntos calientes observados en los datos de Galileo representan áreas donde la corteza del lago de lava se rompe a lo largo de los márgenes de la patera, permitiendo que la lava fresca quede expuesta en la superficie. [5] La porción sureste de la patera, un área de terreno oscuro en las imágenes de la Voyager 1 , es la región más activa del volcán Pele, con la región más extensa de lava caliente en Pele. Se cree que esta área es un lago de lava que se vuelca vigorosamente, lo que sugiere una combinación de un gran flujo de masa de lava al lago desde un depósito de magma debajo de la superficie y una gran fracción de masa de volátiles disueltos como dióxido de azufre y azufre diatómico . [13] Dado el brillo de Pele en longitudes de onda cercanas al infrarrojo, la actividad en esta parte del lago de lava también puede resultar en fuentes de lava . [13] [14]

Las temperaturas de la lava medidas utilizando el espectro de emisión de infrarrojo cercano de los puntos calientes térmicos observados en Pele son consistentes con la lava basáltica de silicato que brota del lago de lava. Las mediciones de las imágenes de Pele de Galileo y Cassini sugieren temperaturas máximas de al menos 1250–1350 °C, mientras que el espectrómetro de infrarrojo cercano de Galileo encontró temperaturas máximas de 1250–1280 °C. [15] Si bien la producción de energía y la temperatura de Pele se mantuvieron constantes en la escala de tiempo de meses a años durante gran parte de las misiones de Galileo , las mediciones del brillo de Pele utilizando datos de Cassini tomadas durante un eclipse de Ío por Júpiter encontraron variaciones considerables en la escala de tiempo de minutos. Esto es consistente con las variaciones en la distribución y el tamaño de las fuentes de lava en Pele durante ese período de tiempo. [5]

Penacho

Columna de tipo Pele comparada con la columna de erupción de una gran erupción volcánica en la Tierra ( Krakatoa, 1883 )

La columna de Pele es la columna de tipo Pele arquetípica : 300 km (190 mi) de altura, que produce un gran depósito rojizo que es concéntrico alrededor del respiradero de la fuente. La columna se crea a partir de la desgasificación de azufre (S 2 ) y dióxido de azufre (SO 2 ) de la lava en erupción en el lago de lava de Pele. [13] [14] La persistencia de compuestos sulfurosos desgasificados en la columna de Pele probablemente se deba a un suministro de magma estable y constante a su lago de lava, [14] que podría ser la cámara de magma más grande de los volcanes de Ío. [16] Las imágenes de la columna tomadas por la Voyager 1 revelaron una gran estructura sin una columna central como las columnas más pequeñas, de tipo Prometeo , sino que tienen una estructura filamentosa. [17] Esta morfología es consistente con una columna formada por gases sulfurosos que salen del lago de lava de Pele y que luego se condensan en S2 y SO2 sólidos cuando alcanzan la cubierta de choque a lo largo del borde exterior de la columna en forma de paraguas. [2] Estos materiales condensados ​​luego se depositan sobre la superficie, formando un gran anillo rojo de forma ovalada alrededor del volcán Pele. [13] La forma ovalada de los depósitos, alargada aproximadamente en dirección norte-sur, puede ser el resultado de una región de origen lineal de este a oeste, consistente con la forma y orientación del graben que forma la parte sur y más activa de la patera de Pele. [18] La actividad variable en diferentes partes del lago de lava de Pele también puede resultar en los cambios en el brillo y la forma del depósito de la columna a lo largo del tiempo observados por varias naves espaciales. [18] [19]


Referencias

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  3. ^ ab Morabito, LA; et al. (1979). "Descubrimiento de vulcanismo extraterrestre actualmente activo". Science . 204 (4396): 972. Bibcode :1979Sci...204..972M. doi :10.1126/science.204.4396.972. PMID  17800432. S2CID  45693338.
  4. ^ ab Morrison, David.; Samz, Jane (1980). "El primer encuentro". Voyager a Júpiter . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. págs. 74–102.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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  7. ^ Hanel, R.; et al. (1979). "Observaciones infrarrojas del sistema joviano desde la Voyager 1". Science . 204 (4396): 972–76. doi :10.1126/science.204.4396.972-a. PMID  17800431. S2CID  43050333.
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