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Nave espacial detecta volcán activo en Venus por primera vez en la historia

Maat Mons se muestra en esta perspectiva tridimensional generada por computadora de la superficie de Venus. El mirador se encuentra a 634 kilómetros (393 millas) al norte de Maat Mons a una altura de 3 kilómetros (2 millas) sobre el terreno. Los flujos de lava se extienden por cientos de kilómetros a través de las llanuras fracturadas que se muestran en primer plano, hasta la base de Maat Mons. La vista es hacia el sur con el volcán Maat Mons apareciendo en el centro de la imagen en el horizonte y elevándose a casi 5 kilómetros (3 millas) sobre el terreno circundante. Maat Mons se encuentra aproximadamente a 0,9 grados de latitud norte, 194,5 grados de longitud este con un pico que asciende a 8 kilómetros (5 millas) sobre la superficie media. Maat Mons lleva el nombre de una diosa egipcia de la verdad y la justicia. Los datos del radar de apertura sintética Magellan se combinan con la altimetría del radar para desarrollar un mapa tridimensional de la superficie. La escala vertical en esta perspectiva ha sido exagerada 10 veces. Los rayos emitidos en una computadora cruzan la superficie para crear una vista en perspectiva tridimensional. El color simulado y un mapa digital de elevación desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos se utilizan para mejorar la estructura a pequeña escala. Los tonos simulados se basan en imágenes en color grabadas por las naves espaciales soviéticas Venera 13 y 14. La imagen fue producida por el proyecto de Visualización del Sistema Solar y el equipo de Magellan Science en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Multimisión del JPL y es un solo fotograma de un video publicado en la conferencia de prensa del 22 de abril de 1992. Crédito: Magallanes, NASA/JPL

Por primera vez, los científicos han visto evidencia directa de vulcanismo activo en el gemelo de la Tierra, preparando el escenario para que la misión VERITAS de la agencia lo investigue.

La evidencia geológica directa de la actividad volcánica reciente se ha observado en la superficie de Venus por primera vez. Los científicos hicieron el descubrimiento después de estudiar detenidamente las imágenes de radar de archivo de Venus tomadas hace más de 30 años, en la década de 1990, por la misión Magallanes de la NASA. Las imágenes revelaron un respiradero volcánico que cambia de forma y aumenta significativamente de tamaño en menos de un año.

Los científicos estudian volcanes activos para comprender cómo el interior de un planeta puede dar forma a su corteza, impulsar su evolución y afectar su habitabilidad. Una de las nuevas misiones de la NASA a Venus hará precisamente eso. Dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en el sur de California, VERITAS, abreviatura de Emisividad de Venus, Ciencia de Radio, InSAR, Topografía y Espectroscopía, se lanzará dentro de una década. El orbitador estudiará Venus desde la superficie hasta el núcleo para comprender cómo un planeta rocoso del mismo tamaño que la Tierra tomó un camino muy diferente, convirtiéndose en un mundo cubierto de llanuras volcánicas y terreno deformado oculto debajo de una atmósfera espesa, caliente y tóxica.

“La selección de la NASA de la misión VERITAS me inspiró a buscar actividad volcánica reciente en los datos de Magallanes”, dijo Robert Herrick, profesor de investigación en la Universidad de Alaska Fairbanks y miembro del equipo científico de VERITAS, quien dirigió la búsqueda de los datos de archivo. “Realmente no esperaba tener éxito, pero después de unas 200 horas de comparar manualmente las imágenes de diferentes órbitas de Magallanes, vi dos imágenes de la misma región tomadas con ocho meses de diferencia que exhibían cambios geológicos reveladores causados por una erupción”.


Este mapa global anotado y simulado por computadora de la superficie de Venus se ensambla a partir de datos de las misiones Magellan y Pioneer Venus Orbiter de la NASA. Maat Mons, el volcán que ha mostrado signos de una erupción reciente, se encuentra dentro del cuadrado negro cerca del ecuador del planeta. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La búsqueda y sus conclusiones se describen en un nuevo estudio publicado en la revista Science. Herrick también presentó los hallazgos en la 54ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria en Woodlands, Texas, el 15 de marzo.

Modelando un volcán

Los cambios geológicos que Herrick encontró ocurrieron en Atla Regio, una vasta región montañosa cerca del ecuador de Venus que alberga dos de los volcanes más grandes del planeta, Ozza Mons y Maat Mons. Durante mucho tiempo se ha pensado que la región es volcánicamente activa, pero no hubo evidencia directa de actividad reciente. Mientras examinaba las imágenes de radar de Magellan, Herrick identificó un respiradero volcánico asociado con Maat Mons que cambió significativamente entre febrero y octubre de 1991.

En la imagen de febrero, el respiradero parecía casi circular, cubriendo un área de menos de 1 milla cuadrada (2,2 kilómetros cuadrados). Tenía lados interiores empinados y mostraba signos de lava drenada por sus laderas exteriores, factores que insinuaban actividad. En las imágenes de radar capturadas ocho meses después, el mismo respiradero se había duplicado en tamaño y se había deformado. También parecía estar lleno hasta el borde con un lago de lava.

Pero debido a que las dos observaciones fueron desde ángulos de visión opuestos, tenían diferentes perspectivas, lo que las hacía difíciles de comparar. La baja resolución de los datos de hace tres décadas solo hizo que el trabajo fuera más complicado.

Herrick se asoció con Scott Hensley del JPL, el científico del proyecto VERITAS y especialista en el análisis de datos de radar como los de Magellan. Los dos investigadores crearon modelos informáticos del respiradero en varias configuraciones para probar diferentes escenarios de eventos geológicos, como deslizamientos de tierra. A partir de esos modelos, concluyeron que solo una erupción podría haber causado el cambio.

“Solo un par de las simulaciones coincidían con las imágenes, y el escenario más probable es que la actividad volcánica ocurrió en la superficie de Venus durante la misión de Magallanes”, dijo Hensley. “Si bien este es solo un punto de datos para todo un planeta, confirma que existe una actividad geológica moderna”.

Los científicos comparan el tamaño del flujo de lava generado por la actividad de Maat Mons con la erupción del Kilauea de 2018 en la Isla Grande de Hawai.

El legado de Magallanes

Herrick, Hensley y el resto del equipo de VERITAS están ansiosos por ver cómo el conjunto de instrumentos científicos avanzados y datos de alta resolución de la misión complementarán el notable tesoro de imágenes de radar de Magallanes, que transformó el conocimiento de la humanidad sobre Venus.

“Venus es un mundo enigmático, y Magallanes se burló de tantas posibilidades”, dijo Jennifer Whitten, investigadora principal adjunta asociada de VERITAS en la Universidad de Tulane en Nueva Orleans. “Ahora que estamos muy seguros de que el planeta experimentó una erupción volcánica hace solo 30 años, esta es una pequeña vista previa de los increíbles descubrimientos que hará VERITAS”.

VERITAS utilizará un radar de apertura sintética de última generación para crear mapas globales 3D y un espectrómetro de infrarrojo cercano para averiguar de qué está hecha la superficie. La nave espacial también medirá el campo gravitacional del planeta para determinar la estructura del interior de Venus. Juntos, los instrumentos ofrecerán pistas sobre los procesos geológicos pasados y presentes del planeta.

Y mientras que los datos de Magallanes eran originalmente engorrosos de estudiar (Herrick dijo que en la década de 1990 se basaron en cajas de CD de datos de Venus que fueron compilados por la NASA y entregados por correo), los datos de VERITAS estarán disponibles en línea para la comunidad científica. Eso permitirá a los investigadores aplicar técnicas de vanguardia, como el aprendizaje automático, para analizar el planeta y ayudar a revelar sus secretos más íntimos.

Esos estudios se complementarán con EnVision, una misión de la ESA (Agencia Espacial Europea) a Venus programada para su lanzamiento a principios de la década de 2030. La nave espacial llevará su propio radar de apertura sintética (llamado VenSAR), que se está desarrollando en JPL, así como un espectrómetro similar al que llevará VERITAS. Tanto Hensley como Herrick son miembros clave del equipo científico de VenSAR.

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