Ogni anno per tutta la sua vita di 4,5 miliardi di anni, i vulcani di ghiaccio sul pianeta nano Cerere generano in media materiale sufficiente per riempire un cinema, secondo un nuovo studio condotto dall'Università dell'Arizona.

Lo studio, guidato dallo scienziato planetario dell'UA Michael Sori, segna la prima volta che un tasso di attività criovulcanica è stato calcolato dalle osservazioni, e le sue scoperte aiutano a risolvere un mistero sulle montagne scomparse di Cerere.

Scoperto nel 2015 dalla navicella spaziale Dawn della NASA, il vulcano di ghiaccio Ahuna Mons, alto 3 miglia, sorge solitario sulla superficie di Cerere. Ancora geologicamente giovane, la montagna ha al massimo 200 milioni di anni, il che significa che, sebbene non sia più in eruzione, era attivo nel recente passato.

La giovinezza e la solitudine di Ahuna Mons presentavano un mistero. Sembrava improbabile che Cerere fosse rimasta dormiente per eoni e fosse improvvisamente esplosa in un posto. Ma se altri vulcani di ghiaccio fossero sorti dalla superficie di Cerean in epoche passate, dove sono quei vulcani adesso? Perché Ahuna Mons è così solo?

Sori e i suoi coautori, tra cui il collega scienziato UA Ali Bramson e il professore di scienze planetarie Shane Byrne, cercato di rispondere a queste domande.

In un documento pubblicato lo scorso anno, hanno teorizzato che le prove di vecchi vulcani sul pianeta nano fossero state cancellate nel tempo da un processo naturale chiamato "rilassamento viscoso". Materiali viscosi, come miele o mastice, può iniziare come una spessa macchia, ma il peso del blob lo fa trasudare in una forma più piatta nel tempo.

"Le rocce non lo fanno a temperature e tempi normali, ma il ghiaccio sì, " ha detto Sori.

Perché Cerere è fatta sia di roccia che di ghiaccio, Sori ha perseguito la teoria secondo cui le formazioni sul pianeta nano scorrono e si muovono sotto il loro stesso peso, simile a come si muovono i ghiacciai sulla Terra. La composizione e la temperatura delle formazioni influenzerebbero la rapidità con cui si rilassano nel paesaggio circostante. Più ghiaccio in una formazione, più veloce scorre; più bassa è la temperatura, più scorre lento.

Sebbene Cerere non diventi mai più calda di -30 gradi Fahrenheit, la temperatura varia su tutta la sua superficie.

"I pali di Cerere sono abbastanza freddi che se inizi con una montagna di ghiaccio, non si rilassa, " Disse Sori. "Ma l'equatore è abbastanza caldo che una montagna di ghiaccio potrebbe rilassarsi su scale temporali geologiche".

Le simulazioni al computer hanno mostrato che la teoria di Sori era praticabile. I criovulcani modello ai poli di Cerere sono rimasti congelati sul posto per l'eternità. Ad altre latitudini del pianeta nano, vulcani modello iniziarono la loro vita alti e ripidi, ma si è accorciato, più ampio e più arrotondato col passare del tempo.

Per dimostrare che le simulazioni al computer si erano verificate nella realtà, Sori ha perlustrato le osservazioni topografiche dalla navicella spaziale Dawn, che orbita attorno a Cerere dal 2015, per trovare forme del terreno che corrispondessero ai modelli.

Attraverso il milione di miglia quadrate di superficie Cerean, Sori e il suo team hanno trovato 22 montagne, tra cui Ahuna Mons, che sembravano esattamente come le previsioni della simulazione.

"La parte davvero eccitante che ci ha fatto pensare che potesse essere reale è che abbiamo trovato solo una montagna al polo, " ha detto Sori.

Sebbene sia vecchio e martoriato dagli impatti, la montagna polare, soprannominato Yamor Mons, ha la stessa forma complessiva di Ahuna Mons. È cinque volte più largo che alto, dandogli un rapporto di aspetto di 0,2. Le montagne che si trovano altrove su Cerere hanno proporzioni inferiori, proprio come avevano previsto i modelli:sono molto più larghi che alti.

Abbinando le montagne reali alle montagne modello, Sori è stato in grado di determinare l'età di molti di loro. Il volume dei vulcani è stato stimato studiando la loro topografia, e combinando età e volume, Il team di Sori è stato in grado di calcolare la velocità con cui si formano i criovulcani su Cerere.

"Abbiamo scoperto che un vulcano si forma ogni 50 milioni di anni, " ha detto Sori.

Ciò equivale a una media di oltre 13, 000 metri cubi di materiale criovulcanico ogni anno, sufficienti per riempire un cinema o quattro piscine olimpioniche. Si tratta di un'attività vulcanica molto inferiore a quella che si vede sulla Terra, dove i vulcani rocciosi generano più di 1 miliardo di metri cubi di materiale in un anno.

Oltre ad essere meno produttivo, le eruzioni vulcaniche su Cerere sono più docili di quelle sulla Terra. Invece di eruzioni esplosive, i criovulcani creano l'equivalente ghiacciato di una cupola di lava:il criomagma, un mix salato di rocce, ghiaccio e altre sostanze volatili come l'ammoniaca fuoriescono dal vulcano e si congelano in superficie. La maggior parte dei criovulcani un tempo potenti su Cerere probabilmente si sono formati in questo modo prima che si rilassassero.

Le cause delle eruzioni criovulcaniche su Cerere sono ancora un mistero, ma la ricerca futura potrebbe fornire risposte, poiché segni di vulcani di ghiaccio sono stati individuati su altri corpi nel sistema solare mentre le sonde sono volate. Cerere è il primo corpo criovulcanico intorno a cui ha orbitato una missione, ma Europa ed Encelado, lune di Giove e Saturno, sono probabili candidati per il criovulcanesimo, così come Plutone e la sua luna Caronte. Europa è di particolare interesse perché si ritiene che abbia oceani liquidi intrappolati sotto uno spesso guscio ghiacciato, che alcuni scienziati ritengono sia punteggiato di vulcani di ghiaccio." Potrebbero esserci somiglianze tra Europa e Cerere, ma dobbiamo inviare la prossima missione lì prima di poterlo dire con certezza, " ha detto Sori.

Mentre gli scienziati esplorano altri corpi potenzialmente criovulcanici nel sistema solare, sarà divertente, Sori ha detto, per vedere come si confronta Cerere.

La carta, "I tassi criovulcanici su Cerere rivelati dalla topografia, " è stato recentemente pubblicato in Astronomia della natura .