Estudios realizados en Groenlandia revelan mismas condiciones que en Europa, satélite natural de Júpiter candidato a la vida extraterrestre de tipo marina.
La concepción de este artista muestra cómo las crestas dobles en la superficie de la luna helada de Júpiter, Europa, pueden formarse sobre bolsas de agua poco profundas y recongelantes dentro de la capa de hielo. Este mecanismo se basa en el estudio de una característica análoga de doble cresta que se encuentra en la capa de hielo de Groenlandia de la Tierra. Crédito: Juez Blaine Wainwright
Anuncios
La luna de Júpiter, Europa, es un candidato principal para la vida en nuestro sistema solar, y los científicos han estado fascinados por su profundo océano de agua salada durante décadas. Sin embargo, está encerrado en una concha helada que podría tener kilómetros y decenas de kilómetros de espesor, lo que hace que el muestreo sea una tarea difícil. La creciente evidencia sugiere que la capa de hielo es más un sistema dinámico que una barrera, y un sitio de astrobiología con habitabilidad potencial por derecho propio.
Las observaciones de radar que penetran en el hielo que capturaron la formación de una característica de “doble cresta” en Groenlandia sugieren que la capa de hielo de Europa puede tener una gran cantidad de bolsas de agua debajo de características similares que son comunes en la superficie. Los hallazgos, que se publicarán en la revista Nature Communications hoy (19 de abril de 2022), pueden ser convincentes para detectar entornos potencialmente habitables dentro del exterior de la luna joviana.
“Debido a que está más cerca de la superficie, donde se obtienen sustancias químicas interesantes del espacio, otras lunas y los volcanes de Io, existe la posibilidad de que la vida tenga una oportunidad si hay bolsas de agua en la cáscara”, dijo el autor principal del estudio, Dustin Schroeder, profesor asociado de geofísica en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Stanford (Stanford Earth). “Si el mecanismo que vemos en Groenlandia es cómo suceden estas cosas en Europa, sugiere que hay agua en todas partes”.
Anuncios
Un análogo terrestre
En la Tierra, los investigadores analizan las regiones polares utilizando instrumentos geofísicos en el aire para comprender cómo el crecimiento y el retroceso de las capas de hielo podrían afectar el aumento del nivel del mar. Gran parte de esa área de estudio ocurre en tierra, donde el flujo de las capas de hielo está sujeto a una hidrología compleja, como lagos subglaciales dinámicos, estanques de derretimiento superficial y conductos de drenaje estacionales, lo que contribuye a la incertidumbre en las predicciones del nivel del mar.
Debido a que un subsuelo terrestre es tan diferente del océano subsuperficial de agua líquida de Europa, los coautores del estudio se sorprendieron cuando, durante una presentación del grupo de laboratorio sobre Europa, notaron que las formaciones que rayan la luna helada se veían extremadamente similares a una característica menor en la superficie de la capa de hielo de Groenlandia, una capa de hielo que el grupo ha estudiado en detalle.
“Estábamos trabajando en algo totalmente diferente relacionado con el cambio climático y su impacto en la superficie de Groenlandia cuando vimos estas pequeñas crestas dobles, y pudimos ver que las crestas iban de ‘no formadas’ a ‘formadas'”, dijo Schroeder.
Tras un examen más detallado, encontraron que la cresta en forma de “M” en Groenlandia conocida como una cresta doble podría ser una versión en miniatura de la característica más prominente en Europa.
Una vista de Europa creada a partir de imágenes tomadas por la nave espacial Galileo de la NASA a fines de la década de 1990. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
Anuncios
Prominente y prevalente
Las crestas dobles en Europa aparecen como cortes dramáticos a través de la superficie helada de la luna, con crestas que alcanzan casi 500 metros, separadas por valles de aproximadamente 800 metros de ancho. Los científicos han sabido sobre las características desde que la superficie de la luna fue fotografiada por la nave espacial Galileo en la década de 1990, pero no han podido concebir una explicación definitiva de cómo se formaron. A través de análisis de datos de elevación de la superficie y radares de penetración de hielo recopilados de 2015 a 2017 por la Operación IceBridge de la NASA, los investigadores revelaron cómo se produjo la doble cresta en el noroeste de Groenlandia cuando el hielo se fracturó alrededor de una bolsa de agua líquida presurizada que se estaba volviendo a congelar dentro de la capa de hielo, causando que dos picos se elevaran en la forma distinta.
“En Groenlandia, esta doble cresta se formó en un lugar donde el agua de los lagos y arroyos de la superficie con frecuencia drena hacia la superficie cercana y se vuelve a congelar”, dijo el autor principal del estudio, Riley Culberg, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica en Stanford. “Una forma en que se podrían formar bolsas de agua poco profunda similares en Europa podría ser a través del agua del océano subsuperficial que se ve forzada a subir a la capa de hielo a través de fracturas, y eso sugeriría que podría haber una cantidad razonable de intercambio dentro de la capa de hielo”.
Anuncios
Complejidad de bola de nieve
En lugar de comportarse como un bloque de hielo inerte, la cáscara de Europa parece someterse a una variedad de procesos geológicos e hidrológicos, una idea respaldada por este estudio y otros, incluida la evidencia de columnas de agua que brotan a la superficie. Una capa de hielo dinámica apoya la habitabilidad, ya que facilita el intercambio entre el océano subsuperficial y los nutrientes de los cuerpos celestes vecinos acumulados en la superficie. “La gente ha estado estudiando estas crestas dobles durante más de 20 años, pero esta es la primera vez que pudimos ver algo similar en la Tierra y ver a la naturaleza trabajar su magia”, dijo el coautor del estudio Gregor Steinbrügge, científico planetario del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA que comenzó a trabajar en el proyecto como investigador postdoctoral en Stanford. “Estamos dando un paso mucho más grande en la dirección de comprender qué procesos realmente dominan la física y la dinámica de la capa de hielo de Europa”.
Anuncios
Los coautores dijeron que su explicación de cómo se forman las crestas dobles es tan compleja que no podrían haberla concebido sin el análogo en la Tierra. “El mecanismo que presentamos en este documento habría sido casi demasiado audaz y complicado de proponer sin ver que sucediera en Groenlandia”, dijo Schroeder. Los hallazgos equipan a los investigadores con una firma de radar para detectar rápidamente este proceso de formación de doble cresta utilizando un radar de penetración de hielo, que se encuentra entre los instrumentos actualmente planeados para explorar Europa desde el espacio. “Es otra hipótesis además de muchas, solo tenemos la ventaja de que nuestra hipótesis tiene algunas observaciones de la formación de una característica similar en la Tierra para respaldarla”, dijo Culberg. “Está abriendo todas estas nuevas posibilidades para un descubrimiento muy emocionante”.
Anuncios
Referencia: “Formación de doble cresta sobre alféizares de aguas poco profundas en la luna Europa de Júpiter” 19 de abril de 2022, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-022-29458-3 Schroeder también es un afiliado de la facultad con el Instituto de Inteligencia Artificial Centrada en el Ser Humano (HAI), profesor asociado, por cortesía, de ingeniería eléctrica y miembro del centro, por cortesía, en el Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente. Esta investigación fue apoyada por una beca de posgrado en Ciencias e Ingeniería de Defensa Nacional y, en parte, por la subvención NNX16AJ95G de la NASA y la subvención NSF 1745137.