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Colisiones en Plutón

Las simulaciones de un antiguo impacto refuerzan la idea de que el planeta enano posee un océano subterráneo.

La Sputnik Planitia (el lóbulo izquierdo del «corazón» de Plutón) y el terreno caótico situado en sus antípodas podrían haberse formado en la misma colisión. [NASA, HUAPL Y SWRI]

Tombaugh Regio, una estructura reflectante con forma de corazón, es uno de los elementos más llamativos de Plutón. Durante su sobrevuelo de 2015, la nave espacial New Horizons de la NASA captó bellas y nítidas imágenes de este colosal accidente geológico. Su lóbulo occidental, una depresión elíptica de unos 2000 kilómetros de longitud conocida como Sputnik Planitia, llamó la atención de los investigadores, ya que parece un cuenco tallado por un antiguo y descomunal impacto. Hoy la llenan témpanos de hielo de nitrógeno más recientes y sometidos a procesos convectivos.

Aunque la New Horizons apenas pudo ver la otra cara de Plutón, logró echar un vistazo lejano y detectar una región que parecía un rompecabezas de grietas, montículos y hoyos, justo en las antípodas de la Sputnik Planitia. A falta de un mecanismo claro de formación, los científicos comenzaron a especular sobre el origen de esa zona.

Una nueva investigación señala a la colisión que creó la Sputnik Planitia. Según las simulaciones, el cataclismo produjo potentes ondas sísmicas que se propagaron alrededor y a través de Plutón, y rasgaron la superficie de la cara opuesta. Pero lo más importante es que la transmisión de esas ondas —y la consiguiente creación de un terreno caótico de esas dimensiones concretas— parece depender de que Plutón albergue un océano subterráneo de agua líquida de 150 kilómetros de espesor, una posibilidad que los científicos contemplan desde hace tiempo.

El estudio iba a presentarse el pasado marzo en la Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria, que fue cancelada. El modelo se halla en una fase inicial y aún no se ha sometido al proceso de revisión por pares. Sin embargo, relacionar impactos con estructuras geológicas distantes para deducir la estructura interna de Plutón es «una idea realmente novedosa», valora James ­Tuttle Keane, planetólogo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, quien no participó en el estudio.

Según Paul Byrne, geólogo planetario de la Universidad Estatal de Carolina del Norte que tampoco tomó parte en la investigación, si este método basado en simular la sismología planetaria resulta ser válido, tal vez desvele más secretos aparte de los de Plutón. La idea podría aplicarse a todo tipo de mundos helados, desde las lunas de los gigantes de hielo del sistema solar hasta los gélidos mastodontes que se ocultan en el cinturón de Kuiper. Para Jani Radebaugh, planetóloga de la Universidad Brigham Young ajena al nuevo trabajo, este nos recuerda el valor incalculable de la fugaz visita de la New Horizons a Plutón. «Es increíble todo el partido que le estamos sacando», subraya.

La ubicación de la Sputnik Planitia sugiere que hay un océano bajo la superficie de Plutón, pero hacen falta más pruebas para confirmarlo. Los científicos emplean robots para detectar las ondas sísmicas que cruzan la Tierra, la Luna y Marte. Tales ondas se reflejan, desvían y retuercen en función del material que atraviesan, brindándonos una imagen de las capas subterráneas del astro. Pero este método no es viable en el remoto Plutón, donde no hay robots exploradores.

Los investigadores encontraron ayuda a miles de millones de kilómetros de distancia, en Mercurio. Su cuenca Caloris, un cráter de impacto de unos 1525 kilómetros de diámetro, se halla en las antípodas de un desbarajuste geológico de rocas quebradas e intrincada topografía ondulante. «No hay nada igual en ningún otro lugar del planeta», afirma Radebaugh. Durante mucho tiempo, los investigadores han pensado que ese terreno caótico fue producto de la violenta creación de Caloris, igual que la accidentada región opuesta a la Sputnik Planitia pudo deberse a la colisión que excavó esta llanura.

Así que los científicos se preguntaron: ¿por qué no recrear la sismología de Plutón para averiguarlo? Recurrieron al modelo ­iSALE, que simula impactos a escala planetaria y reproduce la física de los choques. Adeene Denton, geóloga planetaria de la Universidad Purdue y autora principal del estudio, comenta que «ha hecho volar Plutón en pedazos en incontables ocasiones».

La simulación que mejor reproduce las dimensiones de la Sputnik Planitia y del terreno destrozado en las antípodas de Plutón se basa en el impacto de un proyectil de 400 kilómetros de diámetro y que se desplaza a 7200 kilómetros por hora. En el modelo, la potente onda de choque que se propaga a través de Plutón mientras se forma la Sputnik Planitia va seguida de una onda de presión, que causa deformaciones y cuyo movimiento depende de la velocidad del sonido en el material por el que viaja. Esta onda atraviesa el núcleo rocoso de Plutón con relativa rapidez y se propaga lentamente a través de la corteza de hielo del planeta, y aún más despacio por el océano de agua líquida de 150 kilómetros de espesor que habría entre ambas capas.

En la simulación que mejor se ajusta a los datos, el núcleo de Plutón está compuesto de serpentina, una roca que transmite las ondas de presión más despacio que otras posibles candidatas. Eso reduce la diferencia entre la velocidad del sonido en el núcleo y en el océano, lo cual permite que se propague más energía sísmica a través de este último hacia el lado opuesto del planeta. Como resultado, una enorme cantidad de esa energía alcanza la región opuesta a la Sputnik Planitia, la suficiente para crear las características geológicas observadas por la New Horizons.

Aun así, Byrne advierte de que las imágenes de esa mitad de Plutón tienen menor resolución que las del lado de la ­Sputnik ­Planitia, por lo que no es fácil determinar qué es lo que muestran. «Se observan muchas estructuras extrañas en la cara alejada de Plutón», apunta Keane, «y podemos imaginar muchas formas distintas de generarlas». Una de ellas son los hielos volátiles de metano, dióxido de carbono y nitrógeno que erosionan el paisaje de Plutón a medida que fluctúan entre los estados gaseoso
y sólido. Tales gases podrían ser los responsables de algunos terrenos inusuales, como el situado en las antípodas de la ­Sputnik ­Planitia. (Otro estudio reciente e independiente también achaca la creación del terreno caótico opuesto a la cuenca Caloris, en Mercurio, a las sustancias volátiles.)

Pero si el nuevo modelo es correcto, confiere más credibilidad a la idea de que Plutón y sus parientes helados pueden presentar grandes océanos bajo la superficie. Lejos de ser meras bolas de nieve congeladas, concluye Denton, «todos podrían tener historias geológicas increíblemente ricas».

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