Un estudio de la Universidad de Brown proporciona nueva evidencia de que la capa helada de Europa, la luna de Júpiter, puede tener placas tectónicas similares a las de la Tierra. La presencia de actividad tectónica de placas podría tener implicaciones importantes para la posibilidad de vida en el océano que se cree que existe debajo de la superficie de la luna.

El estudio, publicado en Journal of Geophysical Research:planetas , utiliza modelos informáticos para mostrar que la subducción, cuando una placa tectónica se desliza debajo de otra y se hunde profundamente en el interior de un planeta, es físicamente posible en la capa de hielo de Europa. Los hallazgos refuerzan estudios anteriores de la geología de la superficie de Europa que encontraron regiones donde la capa de hielo de la luna parece expandirse de una manera similar a las crestas que se extienden en medio del océano en la Tierra. La posibilidad de subducción agrega otra pieza al rompecabezas tectónico.

"Tenemos esta evidencia de extensión y propagación, así que la pregunta es ¿a dónde va ese material? ", dijo Brandon Johnson, un profesor asistente en el Departamento de Tierra de Brown, Ciencias ambientales y planetarias y autor principal del estudio. "En la tierra, la respuesta son las zonas de subducción. Lo que mostramos es que bajo supuestos razonables para las condiciones en Europa, la subducción también podría estar sucediendo allí, lo cual es realmente emocionante ".

Parte de la emoción, Johnson dice, es que la corteza superficial está enriquecida con oxidantes y otros alimentos químicos de por vida. La subducción proporciona un medio para que los alimentos entren en contacto con el subsuelo del océano que los científicos creen que probablemente existe bajo el hielo de Europa.

"Si de verdad hay vida en ese océano, la subducción ofrece una forma de suministrar los nutrientes que necesitaría, "Dijo Johnson.

Subducción sobre hielo

En la tierra, la subducción es impulsada en gran parte por las diferencias de temperatura entre una losa descendente y el manto circundante. El material de la corteza es mucho más frío que el material del manto, y por lo tanto más denso. Esa mayor densidad proporciona la flotabilidad negativa necesaria para hundir una losa profundamente en el manto.

Aunque estudios geológicos anteriores habían insinuado que algo como la subducción podría estar sucediendo en Europa, No estaba claro exactamente cómo funcionaría ese proceso en un mundo helado. Hay evidencia Johnson dice, que la capa de hielo de Europa tiene dos capas:una fina tapa exterior de hielo muy frío que se asienta sobre una capa de hielo ligeramente más caliente, convección de hielo. Si un plato de la tapa de hielo exterior se empuja hacia abajo en el hielo más caliente de abajo, su temperatura se elevaría rápidamente a la del hielo circundante. En el punto, la losa tendría la misma densidad que el hielo circundante y, por lo tanto, dejaría de descender.

Pero el modelo desarrollado por Johnson y sus colegas mostró una forma en que la subducción podría ocurrir en Europa, independientemente de las diferencias de temperatura. El modelo mostró que si hubiera cantidades variables de sal en la capa de hielo de la superficie, podría proporcionar las diferencias de densidad necesarias para que una losa se subduzca.

"Agregar sal a una placa de hielo sería como agregarle pequeños pesos porque la sal es más densa que el hielo, Johnson dijo. Entonces, en lugar de la temperatura, mostramos que las diferencias en el contenido de sal del hielo podrían permitir que ocurra la subducción en Europa ".

Y hay buenas razones para sospechar que existen variaciones en el contenido de sal en Europa. Existe evidencia geológica de afloramientos ocasionales de agua del océano subterráneo de Europa, un proceso similar al afloramiento de magma del manto de la Tierra. Ese afloramiento dejaría un alto contenido de sal en la corteza debajo de la cual se eleva. También existe la posibilidad de criovolcanismo, donde el contenido salado del océano en realidad se esparce sobre la superficie.

Además de reforzar el caso de un océano habitable en Europa, Johnson dice, la investigación también sugiere un nuevo lugar en el sistema solar para estudiar un proceso que ha jugado un papel crucial en la evolución de nuestro propio planeta.

"Es fascinante pensar que podríamos tener placas tectónicas en algún lugar que no sea la Tierra, ", dijo." Pensando desde el punto de vista de la planetología comparada, si ahora podemos estudiar la tectónica de placas en este lugar tan diferente, podría ayudarnos a comprender cómo se inició la tectónica de placas en la Tierra ".

Los coautores de Johnson en el artículo:Rachel Sheppard, Alyssa Pascuzzo, Elizabeth Fisher y Sean Wiggins, todos son estudiantes de posgrado en Brown. Tomaron una clase que Johnson ofreció llamada Ocean Worlds, que se centró en cuerpos como Europa que se cree que tienen océanos debajo de conchas heladas.

"Este documento surgió como un proyecto de clase que hicimos juntos, "Johnson dijo, "y es emocionante que hayamos obtenido algunos resultados interesantes".