Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar, podría tener hielo y océanos apilados en varias capas en su interior

Se pensaba que esta luna podría albergar un grueso océano intercalado entre sólo dos capas de hielo, uno en la parte superior y uno en la parte inferior. Pero según un nuevo estudio financiado por la NASA las capas serían múltiples, que podrían tener hasta 800 Km de profundidad

«El océano de Ganímedes podría organizarse como un sandwich», dijo Steve Vance, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Su estudio ofrece nueva evidencia teórica para este modelo, propuesto por primera vez el año pasado. La investigación aparece en la revista Planetary and Space Science.

Los resultados apoyan además la idea de que es posible que pudiese haber surgido vida primitiva en la luna helada. Los científicos dicen que los lugares donde el agua y la roca interactúan son importantes para el desarrollo de la vida; por ejemplo, es posible que la vida comenzase en la Tierra en burbujeantes respiraderos del fondo marino.

Misión europea a partir de 2030

Antes de este nuevo estudio, se pensaba que el fondo rocoso de Ganímedes estaba recubierto con hielo, no agua líquida; un problema para el surgimiento de la vida . Los hallazgos del modelo ‘sandwich club’ indican lo contrario: la primera capa en la parte superior del núcleo rocoso podría ser agua salada.

«Esta es una buena noticia para Ganímedes«, dijo Vance. «Su océano es enorme, con una enorme presión, por lo que se pensó que tenía hielo denso como para formarse en el fondo del océano. Cuando añadimos sales a nuestros modelos, se nos ocurrió que puede haber líquidos lo suficientemente densos para hundirse en el fondo del mar».

La primera oportunidad para explorar de cerca Ganímedes es la misión de la Agencia Espacial Europea JUpiter ICy moons (JUICE), que visitará las luneas Europa, Calisto y Ganímedes en la década de los 30 de este siglo. La NASA incluirá varios instrumentos en la misma.

La participación de la NASA

La NASA está contribuyendo tres instrumentos para la misión. La sonda JUICE, que se lanzará en 2022, entrará en funcionamiento en la zona de Júpiter en 2030. El objetivo de la misión JUICE es explorar Europa, Calisto y Ganímedes a través de numerosos sobrevuelos para que, finalmente, la nave espacial se establezca en órbita alrededor de Ganímedes. Esta será la primera mirada seria a las múltiples lunas de Júpiter que realice una nave espacial visitante desde la misión Galileo, que exploró el sistema joviano en 1995-2003.

Los cuatro satélites galileanos de Júpiter siempre han sido de gran interés. Hace años que los astrónomos sospechan que tanto Calisto como Ganímedes poseen océanos profundos bajo sus costras superficiales. La nave espacial Galileo, de hecho, encontró evidencia de mares salados dentro Ganimedes, probablemente conteniendo sulfato de magnesio. Ahora, en el JPL (Jet Propulsion Laboratory), un equipo dirigido por Steve Vance informó sobre nueva investigación, que muestra que lo que hay en Ganímedes es mucho, mucho más que un mar entre dos capas de hielo. Mediante el uso de modelos computacionales de los procesos involucrados, los científicos encontraron un escenario complejo con hielo y océano apilados en capas.

Ganímedes puede alojar hasta 25 veces el volumen de agua que se encuentra en los océanos de la Tierra

El trabajo que JPL ha informado en un artículo en Planetary and Space Science sugiere que el fondo de los mares en las distintas capas no deben estar recubiertos con hielo, sino con agua salada. Los modelos anteriores habían demostrado la probabilidad de que hubiese hielo denso en la parte inferior de un gran océano con una enorme presión, pero el equipo de Vance añadió sal a sus modelos, y considerando que un líquido suficiente habrá de hundirse en el fondo del mar. La sal, como se ve en la práctica, hace que el océano sea más denso, particularmente bajo las condiciones de presión extremas que se encuentran dentro de Ganimedes y otras lunas.

Por lo tanto, la presión oceánica Ganimedes ha de ser alta, ya que los océanos de la luna joviana pueden tener 800 a 900 kilómetros de profundidad. Cuanto más profundo, el hielo más denso es, considerando que existe en Ganímedes lo que se conoce como «Hielo VI» (tipo de hielo 6). Si el hielo del refrigerador común («Hielo I» – hielo tipo 1) flota en un vaso de agua, las formas más pesadas de hielo producido por presiones extremas presentan una estructura cristalina mucho más compacta, con las moléculas empaquetadas de manera más agregada, y es por eso que algunas formas de hielo denso pueden caer al fondo del océano.

Esto podría producir un piso helado en el océano, haciendo poco probable las potenciales interacciones químicas productoras de vida entre el agua y la roca. Pero los modelos del equipo estiman que hay hasta tres capas de hielo y un fondo rocoso, con un hielo más ligero arriba y un líquido y denso y salado en la parte inferior. Además, el diagrama de las capas por encima llevan a tener en cuenta fenómenos extraños, como el «Hielo III» (tipo de hielo 3) en la capa superior del océano formado de agua salada cuyas sales precipitan. Mientras que las sales pesadas comienzan a asentarse en el fondo, el hielo más ligero flotaría hasta, tal vez, fundirse de nuevo antes de llegar a la parte superior del océano, o dejando capas de barro en el océano de Ganímedes. Cuando «nieva» (dentro de los océanos) en Ganímedes, en otras palabras, la nieve flota hacia arriba, no hacia abajo.

El comunicado de prensa del JPL ofrece más información, incluyendo la idea de que la estructura «sandwich» descrita por los investigadores varía con el tiempo, a veces vuelve a ser un único océano que se encuentra debajo de una capa de Hielo I (tipo de hielo I), y existiendo sobre regiones de diferentes tipos de hielo bajo alta presión. En cualquier caso, la idea de las interacciones químicas donde se tocan el agua y la roca es intrigante bajo el punto de vista astrobiológico, lo que sugiere que un fondo del mar con agua podría producir las condiciones necesarias para la vida. Las sales que el equipo de Vance añadió a su modelo de Ganímedes aportan elementos para que se produzca la escena de un fondo marino con los necesarios líquidos densos.

Christophe Sotin del Jet Propulsion Laboratory, afirmó: «No sabemos cuánto tiempo dura esta estructura de sándwich Dagwood. Esta estructura representa un estado estable, pero varios factores puede indicar que la luna no llega a este estado de equilibrio».

Sotin y Vance son ambos miembros del equipo de Mundos Helados de JPL, que forma parte del Instituto de Astrobiología de la NASA con sede en Ames Research Center en Moffett Field, California, EE.UU..

Los resultados también se pueden aplicar a los exoplanetas, mundos que orbitan otras estrellas. Se han propuesto que algunas Súper-Tierras, planetas rocosos más masivos que la Tierra, son «mundos de agua» cubiertos por océanos. ¿Podrán tener vida? Vance y su equipo creen que se encontrarán más respuestas haciendo más experimentos de laboratorio y una modelización más detallada de los océanos exóticos.

 

 

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Fuente: Varios sitios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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