La búsqueda de vida en otros cuerpos celestes, o al menos de los componentes necesarios para sustentarla, ha fascinado a científicos y entusiastas durante siglos. Si bien los planetas son la opción obvia, sus lunas también pueden albergar los ingredientes químicos necesarios para la vida.
Saturno está orbitado por 146 lunas, siendo Encélado la sexta más grande, con aproximadamente 500 km de diámetro. Esta pequeña luna helada se caracteriza por su superficie blanca altamente reflectante y chorros similares a géiseres que liberan hielo y vapor de agua a cientos de kilómetros en el espacio desde su polo sur.
La sonda espacial Cassini de la NASA identificó estos chorros en 2005, antes de proceder a tomar muestras de ellos en 2008, 2009 y 2015. En consecuencia, los científicos descubrieron que las aguas calientes ricas en minerales poseen los componentes necesarios para la vida, a pesar de que la superficie de la luna alcanza temperaturas extremas de -201 °C.
Se ha considerado que la fuente principal de los géiseres de Encélado es un gran océano subterráneo que se extiende aproximadamente 20 millones de km3 y que surge a través de fracturas en la corteza. Esto se debe a la salinidad del material muestreado y a la ciclicidad de las columnas, que coinciden con la órbita de la luna alrededor de Saturno, con el calentamiento y enfriamiento asociados.
Sin embargo, una nueva investigación de modelado realizada por el profesor Colin Meyer, del Dartmouth College, EE. UU., y sus colegas, publicada en Geophysical Research Letters, ha ofrecido apoyo a una explicación alternativa.
«La nave espacial Cassini voló a través de una de las columnas de Encélado y midió materia orgánica, una posible señal de vida, lo que hace que estos géiseres sean únicos e importantes para la astrobiología. Este material de la columna emana de un océano potencialmente habitable debajo de la capa de hielo, por lo que queremos entender cómo se forman los géiseres para determinar si Encélado es habitable», explica el profesor Meyer sobre la importancia de la investigación.
«Creemos que es importante explorar a fondo una alternativa a las explicaciones dominantes para los géiseres, ya que nos permitirá reforzar la hipótesis de la fuente oceánica o determinar qué datos se requieren para distinguir entre los dos mecanismos.
«Las dos principales debilidades de la fuente oceánica, en mi opinión, son 1) la dificultad de que la fractura atraviese toda la capa y 2) el mecanismo por el cual el material oceánico logra atravesar las fracturas».
En lugar de la hipótesis del océano subterráneo, los investigadores sugieren que se produce un calentamiento por cizallamiento, por el cual el calor se produce debido a la fricción de las capas dentro de un material que se mueven a diferentes velocidades. Esto ocurre debido a la fuerza de las mareas, afirma el profesor Meyer.
«Las fuerzas de marea de Saturno tiran de la capa de Encélado a medida que la luna orbita el planeta, de la misma manera que el sol y la luna causan mareas oceánicas en la Tierra. La variación en la atracción de las mareas lateralmente a través de la capa de hielo induce una tensión que da como resultado la deformación del hielo.
«Los dos lados de las grietas del polo sur no están acoplados y puede haber una diferencia en la forma en que se deforman. La diferencia de deslizamiento a lo largo de la grieta es similar a un terremoto y hace que los dos lados de la grieta se froten entre sí y generen calor».
Este calentamiento por cizallamiento puede calentar el hielo de la luna por encima de la temperatura eutéctica, la temperatura más baja a la que la salmuera líquida es estable. Cuando las áreas de la capa se elevan por encima de la temperatura eutéctica, las sales se disuelven dentro de la salmuera líquida, que llena los espacios entre los cristales de hielo.
En el caso de Encélado, esto podría tener lugar en fracturas dentro de la capa de hielo salado, que los científicos llaman cariñosamente rayas de tigre, generando un depósito de «zona blanda» compuesto de hielo y salmuera líquida. Las muestras de Cassini identificaron vapor de agua, dióxido de carbono, metano, amoníaco, monóxido de carbono, nitrógeno, sales y sílice dentro de los géiseres.
Esta salmuera líquida es el resultado de las sales que se encuentran dentro de la capa de hielo, que reducen la temperatura a la que se funde la capa, lo que provoca una fusión parcial localizada y el posterior escape de la superficie en forma de géiseres. Las simulaciones del profesor Meyer sugieren que la columna podría expulsar 300 kg de hielo y vapor cada segundo. Este mecanismo depende de que haya tasas sostenidas de fusión del hielo y volúmenes suficientes de salmuera líquida.
Si bien la capa de hielo de Encélado puede tener hasta 25 km de espesor a nivel mundial, podría tener solo 6 km de espesor en el polo sur, lo que hace que la fusión sea más probable. Cuando las fracturas son poco profundas, la zona blanda está prácticamente ausente, pero a medida que aumenta la profundidad de la fractura, la zona blanda puede llegar a atravesar toda la capa de hielo.
«En este último caso, las fracturas se convierten en un conducto importante para la vida», dice el profesor Meyer, ya que «el intercambio océano-superficie podría permitir que los materiales que forman los componentes básicos de la vida lleguen a la superficie, aumentando así químicamente la habitabilidad potencial de la luna».
Más allá de Encélado, esta investigación también ayuda a comprender los procesos geofísicos de otras lunas heladas dentro de nuestro sistema solar (como Tritón de Neptuno, Titán de Saturno y Europa de Júpiter) y su potencial para albergar vida.
Con información de AGU
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