A Través de Grueso o Delgado

A Través de Grueso o Delgado

Por :Liberto Brun Compte

Cuando la nave espacial Galileo de la NASA envió imágenes y datos de la luna joviana Europa, los científicos comenzaron a pensar seriamente que podría existir vida en este enigmático y helado mundo.

Por Grupo de Comunicaciones de Ciencia.



Europa presenta todas las condiciones necesarias para la aparición de vida: agua líquida, químicos orgánicos y energía. Una capa de hielo cubre Europa, pero hay una fuerte evidencia – la más convincente procede del magnetómetro de la nave Galileo – de que podría existir un océano salado por debajo de la superficie. Los productos químicos orgánicos predominan a través del universo y podrían haberse depositado en Europa mediante cometas y meteoros. Las fuerzas de la marea ejercidas por Júpiter, podrían proveer suficiente energía para la vida y si Europa es en algo lo suficientemente parecida a su luna vecina Io, el vulcanismo bajo la superficie podría proveer otra fuente más de energía.

Mientras que los científicos se muestran ansiosos por explorar el supuesto océano de Europa en busca de señales de vida, la capa de hielo exterior que cubre a la luna es igualmente un objeto más de interés. Simplemente antes de que se haga cualquier intento por acceder al océano, habrá que determinar con anterioridad el grosor de la capa de hielo. Adicionalmente, la propia capa de hielo puede albergar vida.

“Nuestro trabajo ha consistido en entender la geología y los sistemas geológicos de Europa y lo que hemos llegado a comprender es que todo lo que hay en la superficie tiene alguna conexión con el océano,” dice Richard Greenberg de la Universidad de Arizona. “En un terreno caótico – las áreas donde el hielo parece haberse fundido hacia el interior, antes de volver a helarse – existen un gran número de nichos donde los organismos podrían sobrevivir y prosperar en el hielo.”

Los organismos no podrían sobrevivir justo en la superficie del hielo ya que ahí la temperatura es de 160 grados bajo cero (-260 F), demasiado frío hasta para que sobreviva un microbio a menos que se encuentre en estado de hibernación. Pero una breve exposición a la capa superior de hielo puede proporcionar a los organismos en el océano de Europa con una fuente permanente de alimentación. La comida – oxidantes producidos por radiación, bombardeando la capa externa del hielo – escurriría al interior hacia el océano y las áreas de deshielo infiltrado. La combinación de la capa de hielo y el océano debajo de la superficie puede proveer a los microorganismos con otra fuente de alimentos por igual. Es probable que cuando las hendiduras se produjeron en la capa de hielo, los organismos que vivían en el océano fueran expuestos a los débiles rayos del sol.

“Existe una zona muy grande a pocos metros de la superficie en donde los organismos podrían fotosintetizarse, siempre y cuando tuvieran acceso a la luz solar,” dice Greenberg.

Greenberg piensa que las hendiduras en el hielo podrían ser un hábitat ideal para los organismos en Europa. Las hendiduras son ocasionadas por las fuerza de atracción del gigante gaseoso, Júpiter, que aprietan a Europa como si fuese una pelota de tenis. Greenberg cree que el hielo en Europa tiene unos pocos kilómetros de espesor, y que las hendiduras llegan hasta el fondo al océano. Si fuese cierto, el movimiento de las mareas del océano de Europa podría empujar al agua arriba y abajo por las hendiduras. De esta manera, dichas hendiduras actuarían como pasajes por donde los organismos podrían continuamente alcanzar la superficie.

Robert Pappalardo de Brown University tiene ideas muy distintas de como los organismos podrían tener acceso a los oxidantes y a la luz solar en la superficie de Europa. Pappalardo está en desacuerdo con Greenberg respecto del espesor del hielo en Europa; basado en modelos geofísicos, el considera que la corteza de Europa es de unos 20 kilómetros de espesor. Aún así, Pappalardo dice que una corteza más gruesa de hielo no impediría la interacción entre la superficie helada y el océano líquido. Sugiere que los diapiros – columnas de hielo menos gélidas que lentamente se abren paso hacia la capa superior de hielo – podrían proporcionar el intercambio requerido.

“En la Tierra, la sal sube en forma de diapiros a través de sedimentos revestidos de mayor densidad, notablemente en Irán y en las afueras de la costa del Golfo en Texas,” dice Pappalardo. “Podemos visualizar mejor el proceso viendo una lámpara oleosa. En Europa, el hielo tibio forma las manchas que se elevan ya que son más boyantes en relación al hielo más frío y más denso que las rodea. Estás manchas podrían acarrear material del océano y cualquier organismo potencial hacia la superficie.”

Los diapiros actuarían a manera de elevadores, subiendo a los habitantes residentes del océano y bajando los oxidantes formados en la superficie de la luna.

“Como los diapiros afectan al hielo cercano a la superficie, pueden formar y fundir bolsas de la superficie helada, permitiéndoles junto con los oxidantes el hundirse hacia las partes profundas de la corteza helada de Europa y probablemente de regreso al océano. En esta manera, la agitación diapírica puede ayudar a los microbios a moverse hacia la superficie, y puede mover a los nutrientes hacia abajo al océano.”

Aunque los dos científicos están de acuerdo en que la interacción entre la capa de la corteza de hielo y el océano, podría mantener vida, ellos están en total desacuerdo respecto del grosor de la corteza. Su desavenencia reside en la cantidad de energía estimada disponible en Europa. Greenberg, por ejemplo, cree que la flexión constante de las mareas de Europa genera el suficiente calor para mantener tanto un océano líquido como una corteza de hielo delgada.

“Las mareas en Europa distorsionan la forma del cuerpo una vez cada 85 horas,” dice Greenberg, “por lo mismo Europa obtiene suficiente calor de las mareas por parte de Júpiter, como para mantener tanto al océano líquido como una corteza delgada.” Ha habido una gran cantidad de evidencias de que esto es así. La convección del agua en el océano es suficiente para calentar el hielo y causar filtraciones. Sólo necesitamos utilizar las matemáticas, calculando los grados de calor y de las mareas de Europa, para entender como el planeta es lo suficientemente caliente para tener un océano líquido y una corteza delgada de hielo.

“En vez de dar un número en particular para el espesor de la corteza de Europa,” continua Greenberg, “la principal línea de discusión es que la costra es lo suficientemente delgada para que el océano sea un factor, e igualmente para que las hendiduras en la superficie alcancen al océano por debajo. Con una costra de 20 kilómetros de espesor esto es muy difícil”

Pero Pappalardo cita modelos del calor de las mareas en Europa que predicen un espesor de la corteza de entre los 20 a los 30 kilómetros. Basado en estos datos y en la especulación de otras fuentes de energía posibles en Europa, sugiere que es altamente improbable de que Europa pudiese generar el calor necesario para mantener una costra delgada de hielo.

“Uno podría imaginarse una subida del calor interno del núcleo rocoso de Europa a tal grado que la corteza de hielo se convierta en unos más o menos 6 kilómetros de espesor,” dice Pappalardo. “Esto es una posibilidad extrema, pero que no ha sido comprobada por una modelación geofísica.”

“¿Cómo podría elevarse tanto el calor?” pregunta Pappalardo. “Para generar tal grado de flujo de calor, Europa tendría que poseer un núcleo interior parcialmente fundido y este interior debería de haber estado fundido desde toda la historia del sistema solar. Si alguna vez fue más frío, no habría sido capaz de volverse fusible. Pero hasta ahora, ningún modelo geofísico predice que exista tal núcleo caliente en Europa hoy en día.”

“Más aún, este escenario nos presenta con un acertijo potencial,” continua Pappalardo. “Si Europa es calentada por las mareas a tal grado de que llegue a tener un interior de rocas fundidas, entonces esta enorme cantidad de disipación de las mareas actuaría secando su alta excentricidad,” reduciendo las fuerzas de las mareas, “y el interior en cambio se enfriaría. En otras palabras, no ha sido demostrado que la alta excentricidad de Europa sea compatible con un interior rocoso. Hay muchos asuntos que este modelo debe de resolver antes de que pueda ser considerado creíble, menos aún impuesto.

Ronald Greeley, profesor de geología de la Universidad del Estado de Arizona, encabeza al Grupo enfocado a Europa del Instituto de Astrobiología de la NASA. En su opinión, lo que importa más que el propio grosor de la costra de hielo es la pregunta referente a la edad de la superficie de Europa. Nadie sabe si las hendiduras formadas en el hielo de Europa fueron hechas recientemente o son de hace millones de años.

“La edad, o fijación del tiempo, de la formación es extremadamente importante,” dice Greeley. “Con el tiempo, una corteza originalmente delgada puede engrosarse a medida que progresa el enfriamiento. Muchos investigadores se olvidan de mencionar si se están refiriendo a un cierto espesor para las condiciones actuales, o si restringen sus comentarios a la época de cuando se formaron inicialmente los aspectos que están investigando. Descartando las diferencias de opinión de como pudieron formarse inicialmente ciertos aspectos de la superficie, el espesor de la capa de hielo podría ser de diferentes medidas en lugares diferentes y en tiempos diferentes.”

Conociendo la edad de la superficie de Europa nos diría si la luna tiene una geología activa. Los científicos tratan de establecer la edad de una luna o de un planeta, por el conteo del número de cráteres causados por el impacto de asteroides. La teoría es, que entre menor es el número de impactos, más joven la superficie. Una superficie activa – como la de nuestro planeta – tiende a borrar la evidencia de los impactos antiguos, mientras que en una superficie no activa – como nuestra luna – la evidencia puede permanecer por miles de millones de años.

“Aunque,” dice Greeley, “Europa está con pocos cráteres por impactos, sugiriendo una relativa juventud en el contexto geológico, la superficie aún podría tener millones de años de antigüedad y no necesariamente reflejar las propiedades actuales de la corteza.”

Otro problema con el conteo de cráteres es que el tipo de impactos difiere de acuerdo con la localización dentro del sistema solar. Por ejemplo, Júpiter tiene tal inmensa atracción gravitacional que atrae una gran cantidad de asteroides, que podrían hacer aumentar el grado de impactos en sus lunas relacionado con un mejor-comprendido estándar como nuestra luna. Desafortunadamente, sólo existen estimados acerca del grado de impactos en el medio actual de las cercanías de Júpiter.

Para Greeley, la incertidumbre respecto de la edad de la superficie de Europa, lleva a más incertidumbre respecto de las otras características expresadas para dicha luna. Por ejemplo, dice que la única evidencia firme de que el océano de Europa es actualmente líquido son los datos enviados por el magnetómetro de la sonda Galileo. Pero estos datos están abiertos a otras interpretaciones y no es una prueba absoluta del océano líquido.

“Lo último de todo es que no tenemos en la actualidad el tipo de información correcta para poder decir si existe agua líquida debajo de la superficie hoy en día, ni tampoco podemos decir que tan gruesa es la capa de la corteza aunque exista agua líquida en las profundidades. Para dar declaraciones definitivas, esta información deberá llegarnos de una misión futura, tal como es el Europa Orbiter.”

¿Después qué?

El Europa Orbiter está tentativamente programado para llegar a Júpiter en el 2010 y establecerse en una órbita de 220 kilómetros alrededor de Europa en el 2011 ó 2012. El Orbiter propuesto utilizará radar para medir el espesor de la costra de hielo y para determinar si existe agua líquida debajo del hielo. Además de obtener un mapa de la superficie y medir la topografía de la luna, el Orbiter también tratará de detectar cualquier señal reciente de actividad geológica.