Criovolcanes: erupciones de agua y hielo en el espacio

Hay conceptos que a nuestra cabeza le cuesta separar. Todos y cada uno de los volcanes que hemos conocido en nuestra vida eran montañas de lava enfriada rellenos de magma incandescente. Conos que, en algún momento habían escupido roca derretida y cenizas. Eso es lo que solemos entender como un volcán, como si fuera la representación de un antiguo dios del fuego. Sin embargo, dejemos volar nuestra imaginación ¿Podría existir lo contrario? Imagina un volcán cuyas laderas estuvieran hechas completamente de hielo y por las cuales fluyera agua en lugar de lava. Ésta, se iría congelando a medida que se desliza, barnizando con más hielo la pendiente del volcán. Erupciones de agua que ascienden del cráter y se dejan caer, ahora, convertidas en un enjambre de granizo. Toda esta maravilla aparentemente contraintuitiva existe, y como no podía ser de otro modo, está en el espacio.

Se llaman criovolcanes y se encuentran en varios cuerpos de nuestro propio sistema solar, o eso creen los científicos. Por un lado, hay conos de hielo que hacen sospechar vulcanismo en lugares como Ceres, el planeta enano más grande de nuestro cinturón de asteroides. Por otro, se han visto columnas de agua escapando a toda presión del polo sur de Encélado, una de las lunas de Saturno. No obstante, todavía no se han visto las dos cosas simultáneamente: una erupción de agua emanando de uno de esos conos de hielo. Pero entonces ¿cómo podemos estar seguros de que estos criovolcanes existen?

El domo Ahuna Mons

Para explicarlo necesitamos viajar lejos, a un territorio lleno de asteroides que hay entre Marte y Júpiter, un cinturón de cuerpos menores entre los cuales destaca un planeta enano apenas un poco más pequeño que Plutón. Su nombre es Ceres y tiene 940 kilómetros de diámetro, más o menos la distancia entre Orense y Alicante. Al estar lejos del Sol y ser un cuerpo tan pequeño no ha podido retener la temperatura que tenía cuando se formó y en su interior tampoco ocurren reacciones nucleares que puedan calentarlo. El resultado es una roca esférica cuya superficie oscila entre los -38 y los -105 ºC, un mundo helado. Por suerte, no hace falta calor para que surja vulcanismo, solo una diferencia de presiones y para eso, el agua funciona bastante bien.

Bajo la superficie de Ceres, hay todo un manto que se cree formado por hielo de agua, arcillas y otros compuestos. De hecho, Ceres tiene una proporción de agua mayor a la que hay en nuestro planeta azul. El caso es que, parte de este hielo subterráneo, se funde y al hacerlo, en condiciones normales, se dilata. El problema es que, bajo tierra, el agua no tiene mucho espacio para expandirse y la presión aumenta como cuando a un neumático le ha dado el Sol durante demasiadas horas. Así es como aumenta la presión. Pero ¿de dónde viene esa temperatura de Ceres?

Los científicos todavía no lo tienen del todo claro, ya que mecanismos como las fuerzas de marea que funden el hielo de Europa no parecen del todo probables en este caso. Por suerte, no hace falta que la fuente de calor sea demasiado potente, ya que hay trucos para hacer que el agua se funda incluso a temperaturas bajo cero. De hecho, en la Tierra hay un lago que permanece líquido a menos 50 grados bajo cero. El truco está en la sal y la presión.

Sabemos que al añadir sal a un líquido bajamos su punto de fusión, haciendo que pueda permanecer fluido a temperaturas que antes lo hubieran solidificado. En el caso de estos lagos subterráneos, se estima que tienen grandes concentraciones de sales de cloro que ayudan a mantenerla líquida. Junto con él puede que haya otros compuestos anticongelantes. Por otro lado, la presión que ejerce la tierra que hay sobre el lago juega su papel facilitando que el hielo se funda, como cuando ocurre bajo nuestros pies cuando patinamos sobre hielo, o lo que permite que existan lagos bajo algunos glaciares terrestres.

Ahora que la presión del lago es mayor que la del exterior, el agua tratará de liberar esa tensión escapando por donde más fácil lo tenga, y eso es hacia arriba. Así es como el agua comienza a ascender, empujando a la tierra sobre ella en lo que se conoce como una “pluma”. A veces la pluma se queda ahí, bajo tierra, sin perforar la superficie, aprovechando el espacio extra que ha ganado, otras la presión es tal que la elevación que se abre paso hasta el exterior de forma violenta. En ese momento la presión se libera de golpe creando una columna de aire que atraviesa varios kilómetros de cielo antes de ser vencida por la gravedad. Durante su viaje el agua se ha ido enfriando, pero es al mojar el suelo cuando se congela formando una película de hielo. Con el tiempo, las capas se van superponiendo, haciendo crecer los bordes del agujero que le permitió escapar del subsuelo. Así es, como pausadamente, se va construyendo el clásico cono volcánico que seguirá creciendo mientras el agua resbale por sus bordes, dejando regueros plateados de las sales atrapadas por el hielo.

¿Por qué tan solo?

La teoría es relativamente sencilla, pero se enfrenta a un problema. ¿Por qué está tan solo el domo Ahuna Mons? Es complicado dar una respuesta, y ha llevado a los científicos a testear numerosas hipótesis. Tal vez una de las más elegantes es que, simplemente, Ceres ha muerto y los volcanes no son eternos. Imaginemos todos esos lagos subterráneos emergiendo a la superficie como fuentes. Por desgracia, sus reservas no son ilimitadas y el planeta se ha ido enfriando desde su formación. Eso significa que, llegado un momento, acabarán apagándose todos y cada uno de ellos. De hecho, ese podría ser el motivo por el que ni siquiera el domo Ahuna Mons parece estar activo. Tal vez lo más extraño de la afirmación no sea esto, sino la segunda parte. ¿Qué significa que los volcanes no son para siempre?

Según el artículo publicado por el investigador Michael M. Sori, a diferencia de los volcanes terrestres, los criovolcanes se van deformando con el tiempo. El hielo tiene una propiedad que la roca no posée, y es que su viscoelasticidad le permite “fluir” muy lentamente, sin que sea perceptible por el ojo humano, pero cambiando su forma por la presión de la gravedad. Así pues, un volcán hecho de hielo acabará alisándose bajo su propio peso si le damos suficiente tiempo y resulta que ese tiempo es bastante asequible. Un estudio de 2017 se centró en crear modelos informáticos que simularan estos conos volcánicos, teniendo en cuenta que la concentración de otros fluidos, así como de rocas y arcillas que hubiera en ellos podrían relentecer su deformación. Del mismo modo, vieron que cuanto más cerca de los polos estuvieran más tiempo necesitaban para aplanarse del todo. En cualquier caso, el resultado fue que de media tardarían en alisarse entre 100 millones y un millardo de años. Una composición significativamente distinta del Ahuna Mons podría justificar su supervivencia, pero todavía hay algo más.

Otros estudios apuntan a que, tal vez, el domo Ahuna Mons no llegó a abrirse a la superficie, y que solo es una elevación del terreno producida por una pluma que se congeló antes de emerger. De hecho, midiéndolo desde el espacio se han detectado anomalías gravitatorias que podrían estar ocasionadas por un gran volumen de hielo bajo su superficie. Tal vez, el hielo subterráneo y su corteza mayormente rocosa le hagan más resistente a los efectos justicieros de la gravedad.

El criovulcanismo es una de las cosas más maravillosas de nuestro sistema solar, una de miles, sí, pero ¿quién podría hacer un ranking? El tiempo nos revelará si estamos en lo cierto y el domo Ahuna Mons es el último superviviente de un tiempo en que Ceres estuvo vivo y de su superficie emanaban fuentes de agua, ignorantes de que alguna vez se agotarían. Pero incluso si estamos equivocados hay algo que ya es indiscutible, y es que a pesar de la etiqueta de planeta enano, Ceres, es muchísimo más que una roca de hielo y lodo.

QUE NO TE LA CUELEN:

• En realidad, no ha sido observada la erupción de ningún criovolcán en el sentido más estricto. Por supuesto, depende de cómo definamos “criovolcán”, pues siendo suficientemente ambiguos los geiseres de Encélado, Europa o Tritón podrían llegar a cumplir los requisitos.
• En la Tierra existen “volcanes de hielo”, formados por la salpicadura del oleaje en ambientes extremadamente fríos, donde el agua se congela formando conos por los que ascienden las nuevas olas, simulando erupciones. No obstante, se trata de un fenómeno completamente diferente que no debe llamarse “criovolcan”.

REFERENCIAS (MLA):

• Ruesch O, Genova A, Neumann W et al. Slurry extrusion on Ceres from a convective mud-bearing mantle. Nat Geosci. 2019;12(7):505-509. doi:10.1038/s41561-019-0378-7
• Ruesch O, Platz T, Schenk P et al. Cryovolcanism on Ceres. Science. 2016;353(6303):aaf4286. doi:10.1126/science.aaf4286
• Sori M, Byrne S, Bland M et al. The vanishing cryovolcanoes of Ceres. Geophys Res Lett. 2017;44(3):1243-1250. doi:10.1002/2016gl072319