Este artículo se publica en colaboración con Caltech. La publicación no implica el respaldo de las opiniones expresadas por el Foro Económico Mundial.
Se cree que la luna de Júpiter Europa posee un gran océano salino bajo su exterior helado, y los científicos afirman que ese océano tiene potencial para albergar vida. De hecho, una misión propuesta recientemente por la NASA visitaría la superficie de la luna helada para buscar compuestos que podrían indicar la presencia de vida. Pero ¿cuál es el mejor lugar para buscar? Una nueva investigación del estudiante de posgrado de Caltech Patrick Fischer; Mike Brown, catedrático Richard and Barbara Rosenberg y profesor de Astronomía Planetaria; y Kevin Hand, astrobiólogo y científico planetario del JPL, sugiere que podría encontrarse en las zonas desordenadas y marcadas por cicatrices que conforman el llamado «terreno caótico» de Europa.
Un artículo sobre el trabajo ha sido aceptado para su publicación en The Astronomical Journal.
“Hace mucho tiempo que sabemos que la superficie helada y fresca de Europa, cubierta de grietas, crestas y fallas transformantes, es la manifestación externa de un vasto océano salino interior”, afirma Brown. Las zonas de terreno caótico muestran indicios de enormes placas de hielo que se han fracturado, desplazado y vuelto a congelar. Estas regiones son de especial interés, porque el agua de los océanos subyacentes pudo haber ascendido a la superficie a través de las grietas y dejado allí depósitos.
“Muestrear directamente el océano de Europa supone un gran desafío tecnológico y probablemente queda muy lejos en el futuro”, afirma Fischer. “Pero si podemos muestrear los depósitos que quedaron en las zonas caóticas, podríamos conocer mucho sobre la composición y la dinámica del océano subyacente.” Se cree que ese océano tiene una profundidad de hasta 100 kilómetros.
“Esto podría revelarnos mucho sobre la actividad en el límite entre el núcleo rocoso y el océano”, añade Brown.
En la búsqueda de estos depósitos, los investigadores revisaron datos de observaciones realizadas en 2011 en el W. M. Keck Observatory de Hawái, utilizando el espectrógrafo OSIRIS. Los espectrógrafos descomponen la luz en sus componentes y luego miden sus frecuencias. Cada elemento químico tiene características de absorción de luz únicas, llamadas bandas espectrales o de absorción. Los patrones espectrales resultantes de la absorción de luz a longitudes de onda concretas pueden utilizarse para identificar la composición química de los minerales de la superficie de Europa mediante la observación de la luz solar reflejada.
El instrumento OSIRIS mide espectros en longitudes de onda infrarrojas. “Los minerales que esperábamos encontrar en Europa tienen huellas espectrales muy distintivas en la luz infrarroja”, afirma Fischer. “Si se combina esto con las extraordinarias capacidades de la óptica adaptativa del telescopio Keck, se obtiene una herramienta muy potente.” Los mecanismos de óptica adaptativa reducen el desenfoque causado por la turbulencia de la atmósfera terrestre, al medir la distorsión de la imagen de una estrella brillante o de un láser y corregirla mecánicamente.
Las observaciones de OSIRIS produjeron espectros de 1600 puntos individuales de la superficie de Europa. Para dar sentido a este conjunto de datos, Fischer desarrolló una nueva técnica que permite clasificar e identificar los principales grupos de firmas espectrales.
“Patrick desarrolló una herramienta matemática muy ingeniosa que permite tomar un conjunto de espectros y clasificarlos automáticamente, sin prejuicios humanos previos, en varios grupos de espectros distintos”, afirma Brown. Después, el software pudo correlacionar estos grupos de lecturas con un mapa de la superficie de Europa elaborado por la misión Galileo de la NASA, que cartografió la luna joviana a partir de finales de los años 1990. El resultado compuesto ofreció una guía visual de la composición de las regiones que interesaban al equipo.
Del análisis surgieron tres categorías de espectros con composiciones diferenciadas. La primera correspondía al hielo de agua, que domina la superficie de Europa. La segunda categoría incluye compuestos químicos formados cuando el azufre y el oxígeno ionizados —que se cree que proceden de la actividad volcánica de la luna vecina Ío— bombardean la superficie de Europa y reaccionan con los hielos nativos. Estos hallazgos concuerdan con los resultados de trabajos anteriores realizados por Brown, Hand y otros para identificar la química superficial de Europa.
Sin embargo, la tercera agrupación de indicadores químicos resultó más desconcertante. No coincidía con ninguno de los dos conjuntos, de hielo o de azufre, ni tampoco con un conjunto de minerales salinos fácilmente identificable, como cabría esperar a partir del conocimiento previo de Europa. Se cree que el magnesio se encuentra en la superficie, pero presenta una firma espectral débil, y este tercer grupo de lecturas tampoco coincidía con ella. “De hecho, no era compatible con ninguno de los materiales salinos asociados previamente a Europa”, afirma Brown.
Cuando este tercer grupo se proyectó sobre la superficie, se superpuso al terreno caótico. “Estaba observando los mapas del tercer grupo de espectros y advertí que, en general, coincidía con las regiones caóticas cartografiadas con imágenes de Galileo. Fue un momento asombroso”, afirma Fischer. “El resultado más importante de esta investigación fue comprender que estos materiales son nativos de Europa, porque están claramente relacionados con zonas de actividad geológica reciente.”
La composición de los depósitos aún no está clara. “La identificación unívoca ha resultado difícil”, afirma Brown. “Creemos que podríamos estar observando sales que quedaron tras el flujo de una gran cantidad de agua oceánica hacia la superficie, que después se evaporó.” Brown compara estas zonas con sus equivalentes terrestres. “Podrían parecerse a los grandes salares de las regiones desérticas del mundo, en los que la composición química de la sal refleja los materiales que estaban disueltos en el agua antes de evaporarse.”
Según Brown, depósitos similares en Europa podrían ofrecer una visión de los océanos subyacentes. “Si tuvieran que sugerir una zona de Europa donde el agua oceánica hubiera atravesado recientemente el hielo, fundiéndolo, y hubiera depositado sus sustancias químicas en la superficie, sería esta. Si algún día podemos muestrear y catalogar la química que se encuentra allí, podríamos aprender algo sobre lo que ocurre en el fondo oceánico de Europa e incluso encontrar compuestos orgánicos, y eso sería muy emocionante.”
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Autor: Rod Pyle es escritor científico en Caltech, en Pasadena, CA.
Imagen: La superficie de la luna helada de Júpiter, Europa, proporcionada por la NASA el 24 de noviembre de 2014. NASA/JPL-Caltech/SETI Institue/Handout vía Reuters.