¿De dónde viene el azufre de Io?

Es un error pensar en esos volcanes en Io como volcanes de azufre. Esta es una idea antigua. Los volcanes de Io son, en cambio, algo similares a los volcanes de la Tierra, donde el producto principal es roca máfica (posiblemente roca ultramáfica en el caso de Io), pero con muchos volátiles como productos secundarios.

En el caso de los volcanes en la Tierra, esos volátiles incluyen agua, dióxido de carbono y varios compuestos gaseosos de azufre. Muchos compuestos de azufre. La erupción de 1783-1784 de Laki en Islandia y la erupción de 1815 del Monte Tambora en Filipinas arrojaron cantidades masivas de dióxido de azufre a la atmósfera. Ambas erupciones tuvieron impactos muy significativos (pero de corta duración) en el clima de la Tierra. Ahora se cree que erupciones volcánicas mucho más severas son responsables de muchos de los eventos de extinción, incluido el más grande de todos, el evento de extinción del Pérmico-Triásico.

En el caso de Io, no hay agua y muy poco dióxido de carbono. Los volátiles liberados por los volcanes de Io son en su mayoría compuestos sulfúricos. Si Io alguna vez tuvo agua, la perdió hace mucho tiempo. Lo mismo es cierto para el dióxido de carbono. El agua y el dióxido de carbono son ligeros y altamente volátiles. El dióxido de azufre es un 45% más denso que el CO ₂ y es significativamente menos volátil que el agua o el CO ₂ . Si bien Io no puede aferrarse a su delgada atmósfera de dióxido de azufre, la volatilidad reducida significa que una buena parte de ese gas de dióxido de azufre ventilado se condensa y cae a la superficie de Io, para eventualmente reciclarse en el interior de Io.

Con respecto a la procedencia de todo ese azufre, el azufre 32 es el décimo isótopo más abundante en el Sistema Solar y en la Galaxia. La razón de esta abundancia es que el ³² S se encuentra en la escalera alfa, un proceso de fusión que finalmente da como resultado la producción de ⁵⁶ Ni (que se descompone rápidamente en ⁵⁶ Co y luego en ⁵⁶ Fe) en supernovas. La escalera alfa es la razón por la que vemos tanto carbono, oxígeno, neón, magnesio, silicio, azufre y hierro en el universo.

También podríamos considerar que el azufre es simplemente más fácil de ver en Io que en la Tierra. Los volcanes tanto en la Tierra como en Io producen compuestos sulfurosos, pero en la Tierra tanto los procesos atmosféricos como los biológicos se entremezclan con otros materiales en la litosfera y la biosfera, lo que hace que el azufre sea menos visible en la Tierra que en Io.

Los procesos atmosféricos en la Tierra surgen de la presencia de abundante oxígeno y humedad, que reaccionan con los compuestos de azufre para finalmente producir ácido sulfúrico diluido [1] . El ácido sulfúrico y las sales que forma con las rocas (como el yeso) se distribuyen luego en los suelos y cuerpos de agua. Los sulfatos, a su vez, pueden parecer inertes, pero en realidad ingresan a la biosfera y se incorporan a un ciclo complejo, que se describe en la revisión de Warneck [2] .

Referencias

1. Patricia Shapely, "Azufre en la atmósfera" (2010).

2. Peter Warneck, "Compuestos de azufre en la atmósfera", Geofísica internacional: Química de la atmósfera natural_, vol. 41, cap. 10, págs. 484-542 (1988).