Sotto la superficie di Io, la luna più interna di Giove, la temperatura sale di oltre 4 gradi già a pochi centimetri di profondità. La misura arriva dalla sonda Juno della NASA ed è la prima ottenuta nel corpo celeste più vulcanicamente attivo del Sistema Solare.
Come Juno ha misurato il sottosuolo di Io
Il risultato arriva da uno studio guidato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA e firmato da Shannon Brown, studio pubblicato su Journal of Geophysical Research: Planets. I dati provengono da due sorvoli ravvicinati: il 30 dicembre 2023 e il 3 febbraio 2024, quando la sonda è passata a circa 1.500 chilometri dalla superficie.
Lo strumento usato è il radiometro a microonde, progettato al lancio del 2011 per scrutare l'atmosfera densa di Giove. Sei antenne di dimensioni diverse operano su lunghezze d'onda da 1,3 a 51 centimetri, permettendo di penetrare fino a qualche metro sotto il suolo. Applicato a Io, ha restituito un profilo termico stratificato mai ottenuto prima. Il contesto della missione è documentato nella scheda della missione Juno della NASA.
Il 10 per cento di Io coperto da lava sotterranea
Il salto di 4 gradi in pochi centimetri ha due spiegazioni possibili, entrambe indicate dagli autori. La prima ipotesi vede una crosta che lascia risalire il calore in modo costante. La seconda immagina un flusso continuo di lava intrappolato tra i 9 e gli 11 metri di profondità, che in ogni momento occupa circa il 10% della superficie della luna.
Il numero merita di essere tradotto. Io ha una superficie di 41,9 milioni di chilometri quadrati. Il 10% corrisponde a circa 4,2 milioni di km² di roccia fusa attiva, un'area praticamente equivalente all'intera Unione Europea. Non è un fenomeno localizzato: è un mantello fluido che si muove sotto quasi mezzo pianeta.
Il quadro è coerente con il conteggio dei vulcani. NASA ne registra oltre 400 attivi su Io, con più di 150 in eruzione in ogni momento. Il flusso termico globale supera i 100 terawatt, circa 25 volte per unità di superficie il valore terrestre di 0,09 W/m². Non è una curiosità cosmica: è un motore geologico che ha pochi analoghi noti nel Sistema Solare.
La spiegazione fisica di questo eccesso di calore è nota da tempo: Io è stretto dall'attrazione gravitazionale di Giove e delle altre grandi lune, Europa e Ganimede. La marea deforma la superficie fino a decine di metri in una singola orbita, e l'attrito interno riscalda la roccia. Il dato nuovo di Juno è che quel riscaldamento non resta confinato in profondità: risale in modo misurabile fino a pochi centimetri dalla crosta, con un gradiente molto più ripido di quanto atteso dai modelli precedenti.
Cosa cambia per la ricerca sugli esopianeti
L'aspetto più significativo, fuori dal dato astronomico, è metodologico. Il radiometro era stato progettato per Giove, non per una luna solida. Averlo puntato con successo su Io dimostra che la stessa tecnica può essere estesa ad altri mondi rocciosi vulcanicamente attivi, anche fuori dal Sistema Solare, quando saranno raggiungibili con nuove missioni o telescopi di prossima generazione.
Per la geofisica planetaria, il metodo apre un secondo livello di analisi. Fino a oggi lo studio dei mondi vulcanici si fermava alle immagini termiche di superficie. Poter misurare il gradiente sottopelle offre una via diretta per stimare la struttura interna e la profondità dei sistemi magmatici. Marte, Venere e alcune lune di Saturno diventano candidati naturali, come mostra l'analisi delle valli di Venere che si allargano più veloce della dorsale atlantica.
I prossimi sorvoli di Io permetteranno di verificare se il 10% di superficie interessato dai flussi sotterranei resta stabile nel tempo o cambia con l'attività vulcanica.
Domande frequenti
Come ha fatto la sonda Juno a misurare la temperatura sotto la superficie di Io?
Juno ha utilizzato un radiometro a microonde, uno strumento con sei antenne che operano su diverse lunghezze d'onda, per penetrare fino a qualche metro sotto la superficie di Io e restituire un profilo termico stratificato.
Qual è il significato del salto di temperatura di 4 gradi a pochi centimetri dalla superficie?
Il brusco aumento di temperatura può essere spiegato sia da una crosta che lascia risalire il calore in modo costante, sia dalla presenza di un flusso continuo di lava intrappolato a una profondità tra i 9 e gli 11 metri, che interessa circa il 10% della superficie di Io.
Quanto è vasta l’area di Io coperta da lava sotterranea attiva?
Circa il 10% della superficie di Io, ovvero circa 4,2 milioni di chilometri quadrati, è occupato da roccia fusa attiva, un’estensione paragonabile a quella dell’intera Unione Europea.
Quali implicazioni ha questa scoperta per la ricerca sugli esopianeti?
La riuscita dell’utilizzo del radiometro su Io suggerisce che lo stesso metodo potrà essere applicato allo studio di altri mondi rocciosi e vulcanicamente attivi, anche al di fuori del Sistema Solare, permettendo analisi più approfondite della loro struttura interna.
In che modo l’attività vulcanica di Io si confronta con quella terrestre?
Il flusso termico globale di Io supera i 100 terawatt, risultando circa 25 volte superiore per unità di superficie rispetto a quello terrestre, rendendo Io il corpo celeste più vulcanicamente attivo del Sistema Solare.
Cosa si prevede per i prossimi sorvoli della sonda Juno su Io?
I prossimi sorvoli serviranno a verificare se la percentuale di superficie interessata dai flussi sotterranei di lava rimane stabile nel tempo o varia in relazione all’attività vulcanica.
