Fino ad ora, i ricercatori non hanno trovato prove di attività tettonica globale su pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Sotto la guida dell'Università di Berna e del Centro nazionale di competenza nella ricerca NCCR PlanetS, gli scienziati hanno ora scoperto che il materiale all'interno del pianeta LHS 3844b scorre da un emisfero all'altro e potrebbe essere responsabile di numerose eruzioni vulcaniche su un lato del pianeta.

Sulla terra, la tettonica a zolle non è solo responsabile dell'innalzamento delle montagne e dei terremoti. È anche una parte essenziale del ciclo che porta il materiale dall'interno del pianeta alla superficie e all'atmosfera, e poi lo trasporta di nuovo sotto la crosta terrestre. La tettonica ha quindi un'influenza vitale sulle condizioni che alla fine rendono la Terra abitabile.

Fino ad ora, i ricercatori non hanno trovato prove di attività tettonica globale su pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Un team di ricercatori guidato da Tobias Meier del Center for Space and Habitability (CSH) dell'Università di Berna e con la partecipazione dell'ETH di Zurigo, l'Università di Oxford e il National Center of Competence in Research NCCR PlanetS hanno ora trovato prove dei modelli di flusso all'interno di un pianeta, situato a 45 anni luce dalla Terra:LHS 3844b. I loro risultati sono stati pubblicati nel Lettere per riviste astrofisiche .

Un contrasto estremo e nessuna atmosfera

"Osservare segni di attività tettonica è molto difficile, perché di solito sono nascosti sotto un'atmosfera, " spiega Meier. Tuttavia, risultati recenti hanno suggerito che LHS 3844b probabilmente non ha un'atmosfera. Leggermente più grande della Terra e probabilmente altrettanto rocciosa, orbita intorno alla sua stella così da vicino che un lato del pianeta è costantemente in luce diurna e l'altro in una notte permanente, proprio come lo stesso lato della Luna è sempre rivolto verso la Terra. Senza atmosfera che lo scherma dalle intense radiazioni, la superficie diventa rovente:può raggiungere gli 800°C di giorno. Il lato notturno, d'altra parte, sta gelando. Le temperature potrebbero scendere al di sotto di meno 250 °C. "Pensavamo che questo forte contrasto di temperatura potesse influenzare il flusso di materiale all'interno del pianeta, "Meier ricorda.

Per testare la loro teoria, il team ha eseguito simulazioni al computer con diversi punti di forza del materiale e fonti di riscaldamento interne, come il calore dal nucleo del pianeta e il decadimento degli elementi radioattivi. Le simulazioni includevano l'ampio contrasto di temperatura sulla superficie imposto dalla stella ospite.

Flusso all'interno del pianeta da un emisfero all'altro

"La maggior parte delle simulazioni ha mostrato che c'era solo un flusso verso l'alto da un lato del pianeta e un flusso verso il basso dall'altro. Il materiale quindi scorreva da un emisfero all'altro, " Riferisce Meier. Sorprendentemente, la direzione non era sempre la stessa. "In base a ciò a cui siamo abituati dalla Terra, ti aspetteresti che il materiale sul lato caldo del giorno sia più leggero e quindi fluisca verso l'alto e viceversa, " spiega il coautore Dan Bower dell'Università di Berna e del NCCR PlanetS. Eppure, alcune delle simulazioni dei team hanno mostrato anche la direzione del flusso opposta. "Questo risultato inizialmente controintuitivo è dovuto alla variazione di viscosità con la temperatura:il materiale freddo è più rigido e quindi non vuole piegarsi, rompere o subdurre all'interno. materiale caldo, però, è meno viscoso, quindi anche la roccia solida diventa più mobile quando riscaldata e può facilmente fluire verso l'interno del pianeta, " spiega Bower. Ad ogni modo, questi risultati mostrano come una superficie e un interno di un pianeta possano scambiare materiale in condizioni molto diverse da quelle terrestri.

Un emisfero vulcanico

Tale flusso di materiale potrebbe avere conseguenze bizzarre. "Da qualunque parte del pianeta il materiale scorre verso l'alto, ci si aspetterebbe una grande quantità di vulcanismo su quel particolare lato, Bower sottolinea. Continua "simili flussi di risalita profonda sulla Terra guidano l'attività vulcanica alle Hawaii e in Islanda." Si potrebbe quindi immaginare un emisfero con innumerevoli vulcani - un emisfero vulcanico per così dire - e uno con quasi nessuno.

"Le nostre simulazioni mostrano come potrebbero manifestarsi tali modelli, ma richiederebbe osservazioni più dettagliate per verificare. Per esempio, con una mappa a più alta risoluzione della temperatura superficiale che potrebbe indicare un maggiore degassamento dal vulcanismo, o rilevamento di gas vulcanici. Questo è qualcosa che speriamo che la ricerca futura ci aiuterà a capire, " Conclude Meier.