Los océanos en lunas de Júpiter y Saturno resisten a la congelación

Investigadores de las universidades de Washington y Berkeley han realizado experimentos que midieron los límites físicos de la existencia de agua líquida en mundos extraterrestres helados.

Esta combinación de geociencia e ingeniería se realizó para ayudar en la búsqueda de vida extraterrestre y la próxima exploración robótica de océanos en lunas de otros planetas, según los autores, que publican resultados en Cell Reports Physical Sciences.

«Cuanto más estable es un líquido, más prometedor es para la habitabilidad», dijo en un comunicado el coautor Baptiste Journaux, profesor asistente interino de ciencias de la Tierra y el espacio en la Universidad de Washington. «Nuestros resultados muestran que los líquidos fríos, salados y de alta presión que se encuentran en las profundidades océanicas de las lunas de otros planetas pueden permanecer líquidos a una temperatura mucho más fría de lo que lo harían a presiones más bajas. Esto amplía el rango de posibles hábitats en las lunas heladas, y nos permitirá señalar dónde debemos buscar firmas biológicas o signos de vida».

La Tierra es seca

Las lunas heladas de Júpiter y Saturno, incluidas Europa, Ganímedes y Titán, son las principales candidatas dentro de nuestro sistema solar para albergar vida extraterrestre. Se cree que estas lunas cubiertas de hielo albergan enormes océanos líquidos, hasta varias docenas de veces el volumen de los océanos de la Tierra.

«A pesar de su designación como 'canica azul', la Tierra es notablemente seca en comparación con estos mundos», dijo Journaux.

Los océanos en estas lunas pueden contener varios tipos de sales y se espera que tengan una profundidad de alrededor de 150 kilómetros, en Europa, a más de 600 en Titán.

«Sabemos que el agua sustenta la vida, pero la mayor parte de los océanos en estas lunas probablemente estén por debajo de los cero grados centígrados y a presiones más altas que cualquier cosa experimentada en la Tierra», dijo Journaux. «Necesitábamos saber lo frío que puede llegar a ser un océano antes de congelarse por completo, incluso en su abismo más profundo».

El estudio se centró en la eutéctica, o la temperatura más baja a la que una solución salada puede permanecer líquida antes de congelarse por completo. La sal y el agua son un ejemplo: el agua salada permanece líquida por debajo de la temperatura de congelación del agua pura, una de las razones por las que las personas rocían sal en las carreteras en invierno para evitar la formación de hielo.

Los experimentos utilizaron equipos de UC Berkeley diseñados originalmente para la futura crioconservación de órganos para aplicaciones médicas y para el almacenamiento de alimentos. Sin embargo, para esta investigación, los autores la usaron para simular las condiciones que se cree que existen en las lunas de otros planetas.

Journaux, un científico planetario y experto en la física del agua y los minerales, trabajó con ingenieros de UC Berkeley para probar soluciones de cinco sales diferentes a presiones de hasta 3.000 veces la presión atmosférica, o 300 megapascales, aproximadamente tres veces la presión en la fosa oceánica más profunda de la Tierra. .

«Conocer la temperatura más baja posible para que el agua salada permanezca líquida a altas presiones es fundamental para comprender cómo la vida extraterrestre podría existir y prosperar en los océanos profundos de estos mundos oceánicos helados», dijo el coautor Matthew Powell-Palm, quien hizo el trabajo como investigador postdoctoral en UC Berkeley.

Explorar otras lunas

Journaux recientemente comenzó a trabajar con el equipo de la misión Dragonfly de la NASA, que enviará un helicóptero en 2027 a la luna más grande de Saturno, Titán. La NASA también lidera la misión Europa Clipper en 2024 para explorar Europa, una de las muchas lunas que orbitan alrededor de Júpiter. Mientras tanto, la Agencia Espacial Europea en 2023 enviará su nave espacial JUICE, o Jupiter Icy Moons Explorer, para explorar tres de las lunas más grandes de Júpiter: Ganímedes, Calisto y Europa.

«Los nuevos datos obtenidos de este estudio pueden ayudar a los investigadores a comprender mejor los complejos procesos geológicos observados en estos mundos oceánicos helados», dijo Journaux.