Descubrimiento: encuentran evidencia de actividad tectónica en un exoplaneta

En la Tierra, la tectónica de placas no solo es responsable del aumento de montañas y terremotos. También es una parte esencial del ciclo que trae material del interior del planeta a la superficie y la atmósfera, y luego lo transporta de regreso debajo de la corteza terrestre. Por lo tanto, la tectónica tiene una influencia vital en las condiciones que finalmente hacen que la Tierra sea habitable.

Hasta ahora, los investigadores no encontraron evidencia de actividad tectónica global en planetas fuera de nuestro sistema solar. Un equipo de investigadores dirigido por Tobias Meier del Centro para el Espacio y la Habitabilidad (CSH) de la Universidad de Berna y con la participación de ETH Zurich, la Universidad de Oxford y el National Center of Competence in Research NCCR PlanetS ahora ha encontrado evidencia de los patrones de flujo dentro de un planeta, ubicado a 45 años luz de la Tierra: LHS 3844b. Sus resultados fueron publicados en Astrophysical Journal Letters.

“Observar signos de actividad tectónica es muy difícil, porque generalmente están ocultos bajo una atmósfera”, explicó Meier en un comunicado. Sin embargo, resultados recientes sugirieron que LHS 3844b probablemente no tiene atmósfera. Ligeramente más grande que la Tierra y probablemente igualmente rocoso, orbita alrededor de su estrella tan cerca que un lado del planeta está en constante luz diurna y el otro en permanente noche, al igual que el mismo lado de la Luna siempre mira hacia la Tierra.

Sin una atmósfera que lo proteja de la intensa radiación, la superficie se calienta como una ampolla: puede alcanzar hasta 800 grados Celsius en el lado diurno. El lado de la noche, por otro lado, está helado. Las temperaturas allí pueden caer por debajo de menos 250 grados Celsius. “Pensamos que este fuerte contraste de temperatura podría afectar el flujo de material en el interior del planeta”, recordó Meier.

Para probar su teoría, el equipo ejecutó simulaciones por computadora con diferentes fuerzas de material y fuentes de calor internas, como el calor del núcleo del planeta y la desintegración de elementos radiactivos. Las simulaciones incluyeron el gran contraste de temperatura en la superficie impuesto por la estrella anfitriona.

“La mayoría de las simulaciones mostraron que solo había flujo hacia arriba en un lado del planeta y flujo hacia abajo en el otro. Por lo tanto, el material fluyó de un hemisferio al otro”, informó Meier. Sorprendentemente, la dirección no siempre fue la misma.

“Basándonos en lo que estamos acostumbrados desde la Tierra, cabría esperar que el material en el lado cálido del día fuera más liviano y, por lo tanto, fluyera hacia arriba y viceversa”, explicó el coautor Dan Bower de la Universidad de Berna y NCCR PlanetS. Sin embargo, algunas de las simulaciones de los equipos también mostraron la dirección de flujo opuesta.

“Este resultado inicialmente contrario a la intuición se debe al cambio de viscosidad con la temperatura: el material frío es más rígido y, por lo tanto, no quiere doblarse, romperse o subducirse hacia el interior. El material caliente, sin embargo, es menos viscoso, por lo que incluso la roca sólida se vuelve más móvil cuando se calienta y puede fluir fácilmente hacia el interior del planeta”, explicó Bower. De cualquier manera, estos resultados muestran cómo la superficie y el interior de un planetario pueden intercambiar material en condiciones muy diferentes a las de la Tierra.

Tal flujo de material podría tener consecuencias extrañas. “En cualquier lado del planeta en el que el material fluya hacia arriba, uno esperaría una gran cantidad de vulcanismo en ese lado en particular”, señala Bower. Continúa diciendo que “flujos de afloramiento profundos similares en la Tierra impulsan la actividad volcánica en Hawai e Islandia”. Por lo tanto, uno podría imaginar un hemisferio con innumerables volcanes, un hemisferio volcánico por así decirlo, y uno con casi ninguno.

“Nuestras simulaciones muestran cómo podrían manifestarse tales patrones, pero requeriría observaciones más detalladas para verificar. Por ejemplo, con un mapa de mayor resolución de la temperatura de la superficie que podría apuntar a una mayor desgasificación por vulcanismo o detección de gases volcánicos. Esto es algo Esperamos que las investigaciones futuras nos ayuden a comprender”, concluyó Meier.