La luna de Júpiter, Europa, contiene un gran océano de agua salada debajo de su capa helada, parte de la cual llega a la superficie de vez en cuando, y este vasto océano también podría albergar vida. Europa fue observada recientemente por la nave espacial Juno de la NASA, pero los exámenes actuales del océano interno de la luna se limitan a modelos informáticos y simulaciones producidas aquí en la Tierra, ya que ninguna misión está explorando activamente esta pequeña luna que orbita alrededor de Júpiter. Además del agua interna que ocasionalmente rompe la capa de hielo y llega a la superficie, ¿qué otros efectos podría tener el océano interno sobre la capa de hielo que lo encierra?
Esto es lo que un equipo internacional de investigadores espera responder al examinar la relación de rotación entre la capa helada de Europa y el océano interior de la pequeña luna. Si bien los científicos han sospechado durante mucho tiempo las propiedades de flotación libre de la capa de hielo, lo que significa que está separada del océano interior, este nuevo estudio es el primero en presentar un nuevo modelo que sugiere que las corrientes del océano podrían estar impulsando la rotación de la capa de hielo.
Para el estudio, los investigadores examinaron la fuerza de arrastre exhibida entre la capa helada y el océano debajo de ella. En mecánica de fluidos, la fuerza de arrastre es lo que experimenta un objeto sólido cuando se mueve a través de un fluido circundante. En este caso, el fondo de la capa helada de Europa que se mueve por el océano interior. El estudio también ofrece indicios de que las características de la superficie de Europa de innumerables grietas y crestas también podrían ser el resultado del estiramiento y compresión de la capa de hielo mientras es arrastrada por el océano interior.
“Antes de esto, se sabía a través de experimentos de laboratorio y modelos que el calentamiento y el enfriamiento del océano de Europa pueden impulsar las corrientes”, dijo el Dr. Hamish Hay, investigador de la Universidad de Oxford, pero realizó la investigación mientras era investigador asociado postdoctoral en NASA JPL-Caltech, y es el autor principal del estudio. “Ahora nuestros resultados destacan un acoplamiento entre el océano y la rotación de la capa helada que nunca antes se había considerado”.
Los científicos han estado discutiendo durante décadas sobre las velocidades de rotación entre la capa helada y el océano interior, específicamente si la capa gira más rápido. Sin embargo, los científicos siempre han tratado de utilizar la atracción masiva de la gravedad de Júpiter sobre Europa y su capa helada como la razón por la cual la capa helada podría girar más rápido que el océano, pero hasta ahora no han considerado que el océano en sí sea la razón.
“Para mí, fue completamente inesperado que lo que sucede en la circulación del océano podría ser suficiente para afectar la capa de hielo. Fue una gran sorpresa”, dijo el Dr. Robert Pappalardo, científico del proyecto Europa Clipper en el JPL y coautor del estudio. “Y la idea de que las grietas y las crestas que vemos en la superficie de Europa podrían estar vinculadas a la circulación del océano debajo, los geólogos no suelen pensar: ‘Tal vez es el océano el que hace eso'”.
En colaboración con la División de Supercomputación Avanzada de la NASA, los investigadores desarrollaron modelos de circulación del océano interior de Europa utilizando los mismos métodos para desarrollar modelos para estudiar los océanos de la Tierra. Los científicos han planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que el océano interno de Europa se calienta desde el fondo debido a una combinación de decaimiento radiactivo y calentamiento por mareas, y crearon simulaciones para determinar cómo esto podría afectar la circulación oceánica.
El equipo de investigación descubrió que, si bien la circulación oceánica parecía comenzar con un movimiento vertical (norte-sur y sur-norte) desde el fondo del océano, la rotación de Europa hizo que estas corrientes eventualmente se desviaran horizontalmente (este-oeste y oeste-este). Cuando los investigadores incorporaron la fuerza de arrastre en sus modelos, descubrieron que con suficiente velocidad, las corrientes oceánicas podrían alterar la velocidad de rotación de la capa helada de arriba con el tiempo, haciendo que se mueva más rápido o más lento. Al final, los investigadores determinaron que a medida que la circulación interna del océano cambia con el tiempo, también lo hace la velocidad de rotación de la capa helada.
“El trabajo podría ser importante para comprender cómo las velocidades de rotación de otros mundos oceánicos pueden haber cambiado con el tiempo”, dijo el Dr. Hay. “Y ahora que sabemos sobre el acoplamiento potencial de los océanos interiores con las superficies de estos cuerpos, podemos aprender más sobre sus historias geológicas y la de Europa”.
Una pieza vital para aprender más sobre Europa y su océano interno es la próxima misión Europa Clipper de la NASA, que actualmente está programada para lanzarse en 2024 y llegar a Júpiter en 2030. Si bien el principal objetivo científico de Europa Clipper será determinar la habitabilidad potencial de Europa, específicamente en lo que respecta a su océano interno, esta misión también podría ofrecer una gran oportunidad para aprender más sobre cómo el océano interno afecta la capa de hielo y el comportamiento rotacional de ambos. En preparación para las misiones, los científicos del JPL de la NASA están usando una cámara de simulación llamada “El Arca” para aprender más sobre Europa antes de que Clipper llegue allí.
¿Qué nuevos conocimientos aprenderán los científicos sobre el océano interno de Europa y sus efectos en la capa helada de la luna en los próximos años y décadas? ¡Solo el tiempo lo dirá, y es por eso que somos científicos!
Como siempre, ¡sigan haciendo ciencia y sigan mirando hacia arriba!
Con información de UniverseToday.com
