Europa ha intrigado a los científicos durante décadas porque un vasto océano de agua líquida puede estar escondido debajo de su superficie helada.
Ese océano enterrado convierte a las lunas heladas de Júpiter en uno de los lugares más prometedores del sistema solar para investigar si podrían existir condiciones adecuadas para la vida más allá de la Tierra. Sin embargo, una nueva investigación dirigida por la científica de Rutgers Luzendra Ojha indica que alcanzar material de las profundidades del océano de Europa puede ser mucho más difícil de lo que se creía anteriormente.
Se prueba una posible ruta a través del hielo de Europa
En un estudio publicado por el Dr. Naturaleza AstronomíaOjha y sus colegas utilizaron simulaciones por computadora para probar si el agua del océano global de Europa podría filtrarse hacia arriba a través de grietas en el hielo y acumularse en depósitos subterráneos poco profundos. Si tales bolsas existen, las futuras naves espaciales podrían detectarlas o tomar muestras de ellas más fácilmente que el océano que se encuentra debajo.
“El misterio que queríamos resolver era si este viaje era realmente posible”, dijo Ojha, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Escuela de Artes y Ciencias de Rutgers. “¿Podría el agua líquida de las profundidades del océano de Europa subir a la superficie sin congelarse en el camino?”
Los resultados sugieren que los viajes desde las profundidades del océano hasta las capas superiores del hielo son mucho menores de lo que muchos científicos pensaban.
“Hay una capa de hielo, hay agua debajo y toda esta especulación sobre cómo esa agua podría provenir de las profundidades del subsuelo y subir hasta arriba sin convertirse en hielo en el camino”, dijo Ojha. “Eso es realmente lo que creemos que hemos demostrado que estamos equivocados”.
El agua poco profunda puede tener una fuente diferente.
La conclusión podría afectar significativamente la forma en que los científicos interpretan futuros descubrimientos en Europa. Si la nave espacial detecta bolsas poco profundas de agua líquida debajo de la superficie, es posible que esos depósitos no contengan agua originada en las profundidades del océano de la Luna. En cambio, pueden formarse cuando partes de la capa de hielo se derriten localmente.
La distinción es importante porque los científicos se sienten atraídos por Europa por su combinación de agua líquida, química y energía, todos ellos factores esenciales a la hora de evaluar si un entorno puede sustentar vida. Las aguas poco profundas serían mucho más fáciles de explorar que un océano profundamente enterrado. Pero si esos embalses se separan del mar, pueden proporcionar poca información sobre el entorno científicamente más convincente de Europa.
Europa Clipper y Júpiter se acercan a Júpiter
Los hallazgos se producen mientras dos grandes misiones viajan hacia Júpiter. La misión Europa Clipper de la NASA se lanzó en octubre de 2024 y se espera que llegue a Júpiter en abril de 2030. Orbitará el planeta y completará 49 sobrevuelos cercanos a Europa. La misión Júpiter IC Moons Explorer de la Agencia Espacial Europea, conocida como JUICE, se lanzó en abril de 2023 y está programada para llegar a Júpiter en julio de 2031.
Se espera que juntas, las naves espaciales proporcionen una imagen más clara de la capa congelada de Europa, la química de la superficie y el posible agua subterránea. El radar del Europa Clipper puede ayudar a los investigadores a determinar si existen embalses poco profundos y revelar su tamaño y composición.
Muy por debajo del exterior extremadamente frío de Europa, puede existir un océano global tan líquido a medida que la inmensa atracción gravitacional de Júpiter expande y contrae repetidamente la luna. Este movimiento genera calor interno, que queda atrapado bajo la gruesa capa de hielo.
¿Puede el agua subir a través de fracturas?
El nuevo estudio examinó los diques, que son fracturas estrechas que, en teoría, podrían actuar como canales para que el agua de mar fluya a través del hielo. El concepto es similar a la forma en que la roca fundida viaja a través de grietas en la corteza terrestre antes de contribuir a las erupciones volcánicas. En los mundos helados, una actividad similar que involucra agua y hielo en lugar de roca fundida se llama criovulcanismo.
Ojha advierte que existen límites claros a la comparación entre los dos procesos.
“El hielo y el agua líquida son fundamentalmente diferentes de la lava y los volcanes que vemos en la Tierra”, afirmó. “Creo que falta algo de física fundamental aquí, y por eso quería explorar eso”.
Un factor que puede hacer que los modelos anteriores se subestimen es la turbulencia. Las simulaciones anteriores a menudo suponían que el agua ascendería a través del hielo de Europa en un flujo relativamente suave y organizado. En cambio, la investigación dirigida por Rutgers sugiere que el agua se moverá rápida y caóticamente, mezclándose con las paredes frías de fracturas repetidas y transfiriendo rápidamente su calor al hielo circundante.
“El agua que va a subir será turbulenta”, dijo Ojha. “Irá de izquierda a derecha, subirá y bajará, tendrá un movimiento giratorio. Y cuando eso suceda, el agua líquida se enfriará muy rápidamente a medida que se acerque a la superficie”.
Los cristales de hielo pueden bloquear el camino.
A medida que el agua ascendente pierde calor, puede sobreenfriarse y permanecer líquida incluso después de que la temperatura cae por debajo del punto de congelación normal. En esa condición, pueden comenzar a formarse pequeños cristales conocidos como hielo quebradizo. Con el tiempo, esos cristales pueden acumularse y bloquear la fractura.
Según las simulaciones, las estrechas grietas podrían cerrarse en cuestión de horas. Las fracturas más grandes pueden transportar más agua en condiciones ideales, pero la turbulencia hace que incluso esas condiciones sean mucho menos favorables. El equipo descubrió que mover suficiente agua para crear algunas de las características visibles de la superficie de Europa requeriría un número irrealmente largo o inusualmente grande de fracturas.
Los hallazgos apuntan a una versión de Europa donde puede haberse formado agua líquida poco profunda separada del océano global. En lugar de viajar hacia arriba desde grandes profundidades, puede ser generado por el calor local que se derrite en la capa de hielo.
“Nuestro trabajo sugiere que la capa helada de Europa puede ser una barrera entre el océano y la superficie más fuerte de lo que se suponía anteriormente”, dijo Ojha. “Esto ayuda a futuras misiones a interpretar lo que encuentran y a comprender mejor dónde buscar señales de habitabilidad”.
