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updated 11:36 AM CET, Feb 21, 2018

El océano de Europa puede tener un equilibrio químico parecido a la Tierra

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Europa, la luna de Jupiter

Europa, la luna de Júpiter, esconde un profundo océano de agua líquida salada debajo de su helada corteza

El océano de la luna de Júpiter, Europa, podría tener el necesario equilibrio de energía química para la vida, incluso si la Luna carece de actividad hidrotermal volcánica, encuentra un nuevo estudio.

Los científicos están firmemente convencidos que Europa esconde un profundo océano de agua líquida salada debajo de su corteza helada. Si la luna joviana tuviese las materias primas y la energía química en las proporciones adecuadas para apoyar la biología es un tema de interés científico. La respuesta puede depender de si Europa dispone de entornos en los que los productos químicos se cotejan en las proporciones adecuadas para alimentar los procesos biológicos. La vida en la Tierra explota dichos nichos.

En el nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters, una revista de la American Geophysical Union, científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California, han comparado el potencial de Europa para la producción de hidrógeno y oxígeno con el de la Tierra, a través de procesos que no hacen implicar directamente al vulcanismo. El equilibrio de estos dos elementos es un indicador clave de la energía disponible para la vida. El estudio encontró que las cantidades serían comparables en escala. En ambos mundos la producción de oxígeno es aproximadamente 10 veces mayor que la producción de hidrógeno.

El trabajo llama la atención sobre que el interior rocoso de Europa puede ser mucho más complejo y posiblemente parecido a la Tierra de lo que la gente suelen pensar, según Steve Vance, un científico planetario del JPL y autor principal del nuevo estudio. "Estamos estudiando un océano extraterrestre utilizando métodos desarrollados para comprender el movimiento de la energía y los nutrientes en los sistemas propios de la Tierra. El ciclo del oxígeno e hidrógeno en el océano de Europa será un factor importante para la química del océano de Europa y toda la vida allí".

tamaños de la Luna, Europa y la Tierra(A la derecha, una representación de los tamaños de Europa la luna de Júpiter (abajo a la izquierda), la Tierra y la Luna de la Tierra (arriba a la izquierda). Una reciente investigación halla que el océano de Europa podría tener el necesario equilibrio de energía química para la vida. Crédito: NASA / JPL).

En última instancia, Vance y sus colegas quieren entender también el ciclo de los otros elementos importantes de la vida en el océano: carbono, nitrógeno, fósforo y azufre.

Como parte de su estudio, los investigadores calcularon la cantidad de hidrógeno que potencialmente podría producirse en el océano de Europa cuando el agua del mar reacciona con la roca en un proceso llamado serpentinización. En este proceso, el agua se filtra en los espacios entre granos minerales y reacciona con la roca para formar nuevos minerales, liberando hidrógeno en el proceso. Los investigadores examinaron la forma de las grietas en el probable fondo marino de Europa que se abren con el tiempo, mientras el interior rocoso de la luna sigue enfriándose a raíz de su formación miles de millones de años atrás. Las nuevas grietas exponen roca fresca al agua de mar, donde pueden tener lugar más reacciones que producen hidrógeno.

En la corteza oceánica de la Tierra se cree que este tipo de fracturas penetran a una profundidad de 5 a 6 kilómetros (3 a 4 millas). En la actual Europa los investigadores esperan que el agua podría llegar a una profundidad de 25 kilómetros (15 millas) en el interior rocoso, conduciendo estas reacciones químicas clave a lo largo de una fracción más profunda del fondo marino de Europa.

La otra mitad de la ecuación química de la energía de Europa para la vida estaría a cargo de los oxidantes en oxígeno y otros compuestos que podrían reaccionar con el hidrógeno que se cicla en el océano de Europa desde la superficie anteriormente helada. Europa está bañada por la radiación de Júpiter, que divide las moléculas de hielo de agua para crear estos materiales. Los científicos han deducido que la superficie de Europa se cicla de nuevo en su interior, lo que podría llevar a los oxidantes al océano.

"Los oxidantes del hielo son como el terminal positivo de la batería, y los productos químicos desde el fondo del mar, llamados reductores, son como el terminal negativo", dijo Kevin Hand, un científico planetario del JPL y co-autor del estudio. "Sea o no que la vida u otros procesos biológicos completan el circuito es parte de lo que motiva nuestra exploración de Europa".

La rocosa luna joviana vecina de Europa, Io, es el cuerpo con mayor actividad volcánica en el sistema solar, debido al calor producido por el estiramiento y los efectos de la atracción de la gravedad de Júpiter a medida que orbita el planeta. Los científicos han considerado durante mucho tiempo que también es posible que Europa podría tener actividad volcánica, así como las fuentes hidrotermales, donde el agua caliente cargada de minerales se pondría de manifiesto en el fondo del mar.

Según Vance, los investigadores especularon con anterioridad que el vulcanismo es de suma importancia para la creación de un entorno habitable en el océano de Europa. Si dicha actividad no está ocurriendo en su interior rocoso, según se piensa, el gran flujo de oxidantes de la superficie del océano lo harían demasiado ácido y tóxico para la vida. "Pero en realidad, si la roca es fría, es más fácil de fracturar", dijo. "Esto permite que se produzca por serpentinización una enorme cantidad de hidrógeno que equilibra los oxidantes en una proporción comparable a la de los océanos de la Tierra".

La NASA está formulando actualmente una misión para explorar Europa e investigar la potencial habitabilidad de la luna. La misión enviaría una nave espacial tolerante a la alta capacidad de radiación en un largo bucle órbita alrededor de Júpiter para realizar repetidos sobrevuelos cercanos a Europa. Durante estos sobrevuelos, la misión tomaría imágenes de alta resolución; determinaría la composición de la superficie de la luna helada y la tenue atmósfera; e investigaría su capa de hielo, el océano interior.

Artículo científico: Geophysical controls of chemical disequilibria in Europa

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