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La geología de Caronte abarca las características de la superficie, la corteza y el interior de la luna Caronte de Plutón . Al igual que la geología de Plutón , casi nada se sabía de la geología de Caronte hasta la misión New Horizons del sistema de Plutón del 14 de julio de 2015. El diámetro de Caronte es de 1208 km (751 mi), poco más de la mitad del de Plutón. [1] Caronte es lo suficientemente masivo como para haber colapsado en un esferoide bajo su propia gravedad.
Historia
Los eclipses mutuos de Plutón y Caronte en la década de 1980 permitieron a los astrónomos tomar los espectros de Plutón y luego el espectro combinado del par. Al restar el espectro de Plutón del total, los astrónomos pudieron determinar espectroscópicamente la composición de la superficie de Caronte. Las regiones del norte de Caronte están compuestas parcialmente de hidrocarburos y tolinas , mientras que las latitudes más bajas son más diversas en composición. [2] [3]
En 2017, investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA confirmaron que el tectonismo de placas heladas ocurrió en el pasado, dando origen a muchas de sus características geológicas más prominentes, observando evidencia de subducción de placas tectónicas y al mismo tiempo notando la ausencia de orogenia resultante de la congelación del manto. [4]
Superficie
A diferencia de la superficie de Plutón, que está compuesta de hielos de nitrógeno y metano , la superficie de Caronte parece estar dominada por el hielo de agua menos volátil . En 2007, las observaciones realizadas por el Observatorio Gemini de parches de hidratos de amoníaco y cristales de agua en la superficie de Caronte sugirieron la presencia de criogéiseres activos . [5] [6] Los eclipses mutuos de Plutón y Caronte en la década de 1980 permitieron a los astrónomos tomar espectros de Plutón y luego el espectro combinado del par. Al restar el espectro de Plutón del total, los astrónomos pudieron determinar espectroscópicamente la composición de la superficie de Caronte. Las regiones del norte de Caronte están compuestas parcialmente de hidrocarburos y tolinas , mientras que las latitudes más bajas son más diversas en composición. [2] [3] Caronte también parece tener poca atmósfera, si es que tiene alguna.
El mapeo fotométrico de la superficie de Caronte muestra una tendencia latitudinal en el albedo , con una banda ecuatorial brillante y polos más oscuros. La región polar sur es aparentemente más oscura que la norte. [7] La región polar norte está dominada por una zona oscura muy grande informalmente llamada " Mordor " por el equipo de New Horizons . [8] [9] [10] La mácula de Mordor es claramente roja. [11] Sin embargo, aparte de Mordor, New Horizons imaginó inesperadamente pocos otros cráteres de impacto en Caronte y encontró una superficie joven, lo que indica que Caronte es probablemente geológicamente activo. [9] En particular, el hemisferio sur tiene menos cráteres que el norte y es considerablemente menos accidentado, lo que sugiere que un evento masivo de resurgimiento, tal vez provocado por la congelación parcial o completa de un océano interno, ocurrió en algún momento en el pasado y eliminó muchos de los cráteres anteriores. [12]
La superficie de Caronte contiene varios cañones grandes desdeDe 5 a 10 km de profundidad. Tienen una dirección noreste-suroeste. Un sistema de depresiones y acantilados se extiende por 1050 km. [13] Uno de estos fosos es Serenity Chasma , que tiene 60 km de ancho. Otros incluyen Macross Chasma, que se alinea con Serenity Chasma para formar un cinturón que se extiende por1050 kilometros . Otros chasmata con nombre son Tardis Chasma, Nostromo Chasma y Argo Chasma, que tiene 5 km de profundidad. [11]
Regiones polares
La región polar norte de Caronte, la mácula de Mordor , es considerablemente más oscura y rojiza que el resto de su superficie. La explicación preferida para este fenómeno es que se formó por la condensación de gases que escaparon de la atmósfera de Plutón . En invierno, la temperatura es de -258 °C, y estos gases, que incluyen nitrógeno, monóxido de carbono y metano, se condensan en sus formas sólidas; cuando estos hielos se someten a la radiación solar, reaccionan químicamente para formar varias tolinas rojizas . Más tarde, cuando el área se calienta nuevamente por el Sol a medida que cambian las estaciones de Caronte, la temperatura en el polo aumenta a -213 °C, lo que hace que los volátiles se sublimen y escapen de Caronte, dejando solo las tolinas atrás. A lo largo de millones de años, la tolina residual acumula capas gruesas, oscureciendo la corteza helada. [14] La región polar sur también es oscura, y fue fotografiada por New Horizons utilizando la luz solar reflejada por Plutón. [15]
Cartografía geológica
Un mapa geomorfológico publicado en 2019 clasifica la superficie de Caronte en 16 tipos, que incluyen: terreno en bloques, terreno liso, terreno liso elevado, terreno accidentado, terreno moteado, plataformas lobuladas y monte, material deprimido, cráteres y eyecciones de cráteres. Las características lineales se clasificaron como catena, cresta del borde del cráter, margen de depresión, traza de foso, surco, cresta de cresta, base de escarpa, cresta de escarpa o deformación ancha. Los diferentes períodos de tiempo se etiquetaron como Oziano (más antiguo de 4 mil millones de años, expuesto en una región denominada Oz Terra ). El Vulcaniano es el siguiente y presenta crioflujos, principalmente cerca del ecuador en un área llamada Vulcan Planum. El Spokiano es el período en el que se han formado cráteres de impacto. [16]
Estructura interna
- Un posible resultado del modelo de inicio en caliente , con dos niveles diferentes de 'finos' de silicato, o partículas de tamaño micrométrico [17]
- Un posible resultado del modelo de arranque en frío [18]
El volumen y la masa de Caronte permiten calcular su densidad,1,70 ± 0,02 g/cm 3 , [11] que es ligeramente inferior a la de Plutón. Por lo tanto, Caronte tiene una proporción ligeramente inferior de roca en su interior en relación con Plutón. Esta diferencia no es tan grande como la de muchos otros satélites colisionantes. [ ¿Cuál? ]
Tras el paso de la New Horizons , se descubrieron numerosas características en la superficie de Caronte que indicaban claramente que Caronte está diferenciada y que incluso podría haber tenido un océano subterráneo en sus inicios. La renovación de la superficie de Caronte en el pasado indicó que el antiguo océano subterráneo de Caronte podría haber alimentado crioerupciones a gran escala en la superficie, borrando muchas características más antiguas. [19] [17] [20] Como resultado, surgieron dos amplios puntos de vista en competencia sobre la naturaleza del interior de Caronte: el llamado modelo de inicio en caliente , donde la formación de Caronte es rápida e implica un impacto violento con Plutón, y el modelo de inicio en frío , donde la formación de Caronte es más gradual e implica un impacto menos violento con Plutón.
Según el modelo de inicio en caliente, Caronte se acrecentó rápidamente (dentro de ~10 4 años) del disco circumplanetario, como resultado de un escenario de impacto gigante altamente disruptivo. Esta rápida escala de tiempo evita que el calor de la acreción se irradie durante el proceso de formación, lo que lleva a la fusión parcial de las capas externas de Caronte. Sin embargo, la corteza de Caronte no logró alcanzar una fracción de fusión donde se produce la diferenciación completa, lo que lleva a que la corteza retenga parte de su contenido de silicato al congelarse. Un océano subterráneo líquido se forma durante o poco después de la acreción de Caronte y persiste durante aproximadamente 2 mil millones de años antes de congelarse, posiblemente impulsando la renovación criovolcánica de Vulcan Planitia. El calor radiogénico del núcleo de Caronte podría luego fundir un segundo océano subterráneo compuesto por una mezcla eutéctica de agua y amoníaco antes de que también se congele, posiblemente impulsando la formación de Kubrick Mons y otras características similares. Estos ciclos de congelación podrían aumentar el tamaño de Caronte en >20 km, lo que lleva a la formación de las características tectónicas complejas observadas en Serenity Chasma y Oz Terra. [17]
Por el contrario, el modelo de inicio en frío sostiene que un gran océano subterráneo al principio de la historia de Caronte no es necesario para explicar las características de la superficie de Caronte y, en cambio, propone que Caronte puede haber sido homogéneo y más poroso en su formación. Según el modelo de inicio en frío, a medida que el interior de Caronte comienza a calentarse debido al calentamiento radiogénico y al calentamiento por serpentinización , comienza una fase de contracción, impulsada en gran medida por la compactación en el interior de Caronte. Aproximadamente 100-200 millones de años después de la formación, se acumula suficiente calor como para que se derrita un océano subterráneo, lo que lleva a una rápida diferenciación, una mayor contracción y la hidratación de las rocas del núcleo. A pesar de este derretimiento, permanece una corteza prístina de hielo de agua amorfo en Caronte. Después de este período, la diferenciación continúa, pero el núcleo ya no puede absorber más agua y, por lo tanto, comienza la congelación en la base del manto de Caronte. Esta congelación impulsa un período de expansión hasta que el núcleo de Caronte se calienta lo suficiente como para comenzar la compactación, lo que inicia un período final de contracción. Es posible que Serenity Chasma se haya formado a partir del episodio de expansión, mientras que el episodio de contracción final puede haber dado lugar a las crestas arqueadas observadas en Mordor Macula. [18]
Referencias
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- ^ ab "El equipo de composición de New Horizons utiliza datos del 13 de julio para estudiar la desconcertante superficie de Plutón". pluto.jhuapl.edu Centro de noticias . Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. 14 de julio de 2015 . Consultado el 14 de julio de 2015 .
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