La ruta desde las profundidades oceánicas hasta el hielo poco profundo es probablemente mucho más difícil de lo que habían supuesto los científicos
Europa, una de las lunas heladas de Júpiter, ha fascinado durante mucho tiempo a los científicos por lo que podría esconderse bajo su capa de hielo: un océano global de agua líquida.
Ese océano oculto ha convertido a Europa en uno de los lugares más fascinantes del sistema solar para estudiar las condiciones que podrían sustentar la vida.
Sin embargo, una nueva investigación liderada por el científico de la Universidad Rutgers, Lujendra Ojha, sugiere que uno de los atajos más prometedores hacia el océano de Europa podría ser mucho más complejo de lo que se pensaba.
En un nuevo estudio Ojha y sus colegas utilizaron simulaciones por ordenador para comprobar si el agua líquida del océano profundo de Europa podría ascender a través de grietas en el hielo y acumularse en depósitos poco profundos más cercanos a la superficie. Estos depósitos, de existir, podrían ser más fáciles de detectar o muestrear para futuras misiones que el océano enterrado a gran profundidad.
"El misterio que queríamos resolver era si este viaje es realmente posible", dijo Ojha, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Facultad de Artes y Ciencias de Rutgers. "¿Puede el agua líquida ascender desde las profundidades oceánicas de Europa hacia la superficie sin congelarse en el camino?".
Su conclusión: la ruta desde las profundidades oceánicas hasta el hielo poco profundo es probablemente mucho más difícil de lo que habían supuesto los científicos.
"Hay una capa de hielo, hay agua debajo, y existe toda esta especulación sobre cómo esa agua puede venir de las profundidades de la tierra y llegar hasta la superficie sin congelarse en el camino", dijo Ojha. "Eso es precisamente lo que creemos haber refutado".
Imagen: a) Imagen fotográfica PIA03878 de la NASA que muestra diversas estructuras lenticulares (flechas negras) y crestas dobles (flechas rojas) en la superficie de Europa. b) Esquema que ilustra el proceso de afloramiento de agua líquida desde un océano con alta presión a través de un dique para crear un umbral subsuperficial poco profundo y la posterior deformación de la superficie. c) Esquema detallado del modelo bidimensional que ilustra la dinámica del agua líquida en un régimen de flujo turbulento que atraviesa un dique. Crédito: Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02918-2
Las aguas poco profundas pueden ser engañosas
Este hallazgo tiene importantes implicaciones para la futura exploración de Europa. Si se encuentran bolsas de agua líquida poco profundas bajo la superficie de la luna, es posible que no contengan necesariamente agua del océano profundo de Europa. En cambio, podrían haberse formado localmente a partir de hielo que se derritió dentro de la propia capa.
Esa distinción es importante. Los científicos están interesados en Europa porque el agua líquida, la química y la energía son ingredientes esenciales en la búsqueda de entornos habitables más allá de la Tierra. Un embalse poco profundo sería más accesible que las profundidades oceánicas. Pero si ese embalse no está conectado al océano, es posible que no revele lo que ocurre en el entorno más intrigante de Europa.
Este trabajo se publica justo cuando dos importantes misiones espaciales se dirigen al sistema de Júpiter. La misión Europa Clipper de la NASA se lanzó en octubre de 2024 y está previsto que llegue a Júpiter en abril de 2030, donde orbitará el planeta y realizará 49 sobrevuelos cercanos a Europa.
La misión JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de la Agencia Espacial Europea se lanzó en abril de 2023 y está previsto que llegue a Júpiter en julio de 2031.
En conjunto, se espera que estas misiones proporcionen a los científicos una visión mucho más detallada de la capa de hielo de Europa, la composición de su superficie y la posible presencia de agua subterránea. El radar de la sonda Europa Clipper podría ayudar a los científicos a determinar si existen depósitos poco profundos y cómo están estructurados.
Imagen: La figura muestra, en su lado izquierdo, una vista en sección transversal del interior de Europa. Esta imagen evidencia que, a pesar de su apariencia superficial, Europa no es realmente una luna helada, sino un cuerpo rocoso cubierto de hielo. La capa de hielo y el océano subyacente forman una fina capa (de aproximadamente 100 km de espesor) de sustancias volátiles que recubre un manto rocoso y un núcleo metálico. Crédito: Space Science Reviews
Las grietas podrían congelarse demasiado rápido
Bajo la superficie extremadamente fría de Europa, un océano global podría permanecer líquido debido a que la poderosa gravedad de Júpiter comprime y estira continuamente la luna, generando calor interno que queda atrapado por la capa de hielo suprayacente.
El estudio se centra en los diques, grietas o estrechas fracturas que, en teoría, podrían permitir que el agua del océano ascienda a través del hielo. La idea es similar a cómo la roca fundida puede desplazarse a través de grietas en la Tierra antes de alimentar la actividad volcánica. En mundos helados, este proceso se conoce como criovolcanismo, o vulcanismo que involucra hielo y agua en lugar de roca fundida.
Ojha afirmó que esta comparación solo es útil hasta cierto punto.
"El hielo y el agua líquida son fundamentalmente diferentes de la lava y los volcanes que vemos aquí en la Tierra", dijo. "Creo que faltan algunos principios básicos de la física, así que quise explorarlos".
Imagen derecha: Modelo de la estructura subsuperficial de Europa. Crédito: NASA Science
Según Ojha, una pieza clave que falta es la turbulencia. Los anteriores modelos solían tratar el agua que ascendía a través del hielo de Europa como si se moviera de forma relativamente ordenada. Sin embargo, las simulaciones dirigidas por Rutgers sugieren que el agua probablemente se movería de forma rápida y turbulenta a través de las fracturas, mezclándose contra las frías paredes de la grieta y perdiendo calor rápidamente en el hielo circundante.
"El agua que va a subir va a ser turbulenta", dijo Ojha. "Se moverá de izquierda a derecha, de arriba abajo, con un movimiento de remolino. Y cuando eso ocurra, el agua líquida se enfriará muy, muy rápido al acercarse a la superficie".
A medida que el agua se enfría, puede llegar a sobre enfriarse, lo que significa que permanece líquida incluso después de descender por debajo de su temperatura normal de congelación. En esas condiciones, se pueden formar pequeños cristales de hielo llamados hielo frazil, que se acumulan y obstruyen el paso.
Las simulaciones muestran que las estrechas grietas podrían congelarse y cerrarse en cuestión de horas. Las grietas más anchas podrían transportar más agua en condiciones idealizadas, pero la turbulencia hace que esos escenarios sean mucho menos favorables. Los investigadores descubrieron que, para suministrar suficiente agua como para formar algunas de las características superficiales de Europa, las fracturas tendrían que ser irrealmente largas o producirse en gran número.
Una barrera más resistente de lo esperado
El resultado es una imagen de Europa en la que las aguas poco profundas, si están presentes, pueden tener un origen diferente al que muchos científicos esperaban. En lugar de surgir directamente del océano, el agua puede producirse mediante calentamiento localizado y derritiéndose dentro de la capa de hielo.
"Nuestro trabajo sugiere que la capa de hielo de Europa podría ser una barrera más fuerte entre el océano y la superficie de lo que se creía", dijo Ojha. "Esto ayudará a las futuras misiones a interpretar sus hallazgos y a comprender mejor dónde buscar señales de habitabilidad".
El estudio se ha publicado en Nature Astronomy: Limited direct fluid exchange between the deep subsurface ocean and the shallow subsurface environment of Europa
