En la luna helada de Júpiter, Europa, poderosas erupciones pueden arrojarse al espacio, suscitando preguntas entre los astrobiólogos esperanzados en la Tierra:¿Qué estallaría de columnas de millas de altura? ¿Podrían contener signos de vida extraterrestre? ¿Y dónde se originarían en Europa? Una nueva explicación apunta ahora a una fuente más cercana a la superficie congelada de lo que cabría esperar.

En lugar de originarse en las profundidades de los océanos de Europa, algunas erupciones pueden originarse en bolsas de agua incrustadas en la propia capa de hielo, según nueva evidencia de investigadores de la Universidad de Stanford, la Universidad de Arizona, la Universidad de Texas y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Utilizando imágenes recopiladas por la nave espacial Galileo de la NASA, los investigadores desarrollaron un modelo para explicar cómo una combinación de congelación y presurización podría conducir a una erupción criovolcánica, o una ráfaga de agua. Los resultados, publicado el 10 de noviembre en Cartas de investigación geofísica , tienen implicaciones para la habitabilidad del océano subyacente de Europa y pueden explicar las erupciones en otros cuerpos helados del sistema solar.

¿Heraldos de la vida?

Los científicos han especulado que el vasto océano escondido debajo de la corteza helada de Europa podría contener elementos necesarios para sustentar la vida. Pero salvo enviar un sumergible a la luna para explorar, es difícil saberlo con certeza. Esa es una de las razones por las que las plumas de Europa han despertado tanto interés:si las erupciones provienen del océano subsuperficial, los elementos podrían ser detectados más fácilmente por una nave espacial como la planeada para la próxima misión Europa Clipper de la NASA.

Pero si las plumas se originan en el caparazón helado de la luna, pueden ser menos hospitalarios con la vida, porque es más difícil mantener la energía química para alimentar la vida allí. En este caso, las posibilidades de detectar habitabilidad desde el espacio se reducen.

"Comprender de dónde provienen estas columnas de agua es muy importante para saber si los futuros exploradores de Europa podrían tener la oportunidad de detectar realmente la vida desde el espacio sin sondear el océano de Europa". "dijo el autor principal Gregor Steinbrügge, investigador postdoctoral en la Escuela de la Tierra de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth).

Los investigadores centraron sus análisis en Manannán, un cráter de 29 millas de ancho en Europa que fue creado por un impacto con otro objeto celeste hace algunas decenas de millones de años. Razonando que tal colisión habría generado una enorme cantidad de calor, modelaron cómo el derretimiento y la subsiguiente congelación de una bolsa de agua dentro de la capa helada podrían haber causado que el agua estallara.

"El cometa o asteroide que chocó contra la capa de hielo fue básicamente un gran experimento que estamos usando para construir hipótesis para probar, "dijo el coautor Don Blankenship, científico investigador principal del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG) e investigador principal del instrumento Radar for Europa Assessment and Sounding:Ocean to Near-surface (REASON) que volará en Europa Clipper. "El equipo de ciencias polares y planetarias de UTIG está actualmente dedicado a evaluar la capacidad de este instrumento para probar esas hipótesis".

El modelo indica que a medida que el agua de Europa se transformó en hielo durante las últimas etapas del impacto, se podrían crear bolsas de agua con mayor salinidad en la superficie de la luna. Es más, Estas bolsas de agua salada pueden migrar hacia los lados a través de la capa de hielo de Europa al derretir regiones adyacentes de hielo menos salobre. y, en consecuencia, se vuelven aún más salados en el proceso.

"Desarrollamos una forma en que una bolsa de agua puede moverse lateralmente, y eso es muy importante, ", Dijo Steinbrügge." Puede moverse a lo largo de gradientes térmicos, de frio a tibio, y no solo en la dirección descendente arrastrada por la gravedad ".

Un conductor salado

El modelo predice que cuando una bolsa de salmuera migratoria llega al centro del cráter Manannán, se atascó y comenzó a congelarse, generando presión que eventualmente resultó en una pluma, se estima que tenía más de una milla de altura. La erupción de esta pluma dejó una marca distintiva:una característica en forma de araña en la superficie de Europa que fue observada por imágenes de Galileo e incorporada en el modelo de los investigadores.

"Aunque las columnas generadas por la migración de las bolsas de salmuera no proporcionarían una visión directa del océano de Europa, Nuestros hallazgos sugieren que la propia capa de hielo de Europa es muy dinámica, "dijo la coautora principal Joana Voigt, un asistente de investigación graduado en la Universidad de Arizona, Tucson.

El tamaño relativamente pequeño de la columna que se formaría en Manannán indica que los cráteres de impacto probablemente no pueden explicar la fuente de otros, columnas más grandes en Europa que se han hipotetizado sobre la base de datos de Hubble y Galileo, dicen los investigadores. Pero el proceso modelado para la erupción de Manannán podría ocurrir en otros cuerpos helados, incluso sin un evento de impacto.

"La migración de bolsas de salmuera no se aplica únicamente a los cráteres de Europan, "Dijo Voigt." En cambio, el mecanismo podría proporcionar explicaciones sobre otros cuerpos helados donde existen gradientes térmicos ".

El estudio también proporciona estimaciones de cuán salados pueden ser la superficie helada y el océano de Europa, lo que a su vez podría afectar la transparencia de su capa de hielo a las ondas de radar. Los cálculos, basado en imágenes de Galileo de 1995 a 1997, muestran que el océano de Europa puede ser aproximadamente una quinta parte del salado del océano de la Tierra, un factor que mejorará la capacidad de la sonda de radar de la misión Europa Clipper para recopilar datos de su interior.

Los hallazgos pueden ser desalentadores para los astrobiólogos que esperan que las columnas en erupción de Europa puedan contener pistas sobre la capacidad del océano interno para sustentar la vida. dada la implicación de que las plumas no tienen que conectarse con el océano de Europa. Sin embargo, el nuevo modelo ofrece información para desenredar las complejas características de la superficie de Europa, que están sujetos a procesos hidrológicos, la atracción de la gravedad de Júpiter y las fuerzas tectónicas ocultas dentro de la luna helada.

"Esto hace que el subsuelo poco profundo, la propia capa de hielo, sea un lugar mucho más emocionante en el que pensar, "dijo el coautor Dustin Schroeder, profesor asistente de geofísica en Stanford. "Abre una forma completamente nueva de pensar sobre lo que está sucediendo con el agua cerca de la superficie".