El interior de Europa puede ser lo suficientemente caliente como para mantener volcanes en el fondo marino

Europa, la luna de Júpiter, tiene una corteza helada que cubre un vasto océano global. La capa rocosa que se encuentra debajo de ese océano, puede estar lo suficientemente caliente como para derretirse, lo que da lugar a volcanes submarinos.

Las nuevas investigaciones y modelos por ordenador muestran que puede haber ocurrido y aún puede estar sucediendo, actividad volcánica en el lecho marino de Europa. La próxima misión Europa Clipper de la NASA, que está programada para el lanzamiento en 2024, se acercará a la luna helada y recopilará datos que puedan esclarecer los hallazgos recientes.

Los científicos tienen pruebas sólidas de que entre la corteza helada y su interior rocoso, Europa alberga un océano enorme. El nuevo estudio muestra cómo la luna puede contener suficiente calor interno como para derretir parcialmente esa capa rocosa y esto podría provocar un proceso que alimentar a los volcanes en el fondo del océano. El modelo creado recientemente en 3D de cómo se produce y transfiere este calor interno es el examen más detallado y completo hasta ahora, del efecto que este calentamiento interior puede producir en la luna.

La clave para que el manto rocoso de Europa esté lo suficientemente caliente como para derretirse, reside en la enorme atracción gravitacional que tiene Júpiter sobre sus lunas. A medida que Europa gira alrededor del gigante gaseoso, el interior de la luna helada se deforma. Esa flexión mueve la energía hacia el interior de la luna, que se filtra en forma de calor (como si doblamos repetidamente un clip, se genera calor). Cuanto más se flexiona el interior de la luna, más calor se genera.

La investigación, publicada recientemente en Geophysical Research Letters, reproduce en detalle cómo la parte rocosa de Europa puede flexionarse y calentarse bajo la fuerza de la gravedad de Júpiter. Esta representación muestra dónde se disipa el calor y cómo derrite ese manto rocoso, aumentando la probabilidad de que se formen volcanes en el fondo marino.

La actividad volcánica en Europa ha sido un tema de especulación durante décadas. En comparación, Io, otra luna de Júpiter, es obviamente volcánica. Cientos de volcanes erupcionan expulsando lava, gas volcánico y polvo hasta 400 kilómetros de altura, actividad que se debe al mismo tipo de calentamiento interno causado por la atracción de Júpiter. Pero el caso de Europa difiere en la distancia a su planeta anfitrión, está más lejos de Júpiter, por lo que los científicos se han estado preguntado si el efecto sería similar bajo la superficie helada.

Los hallazgos de los científicos sugieren que el interior de Europa, la luna de Júpiter, puede consistir en un núcleo de hierro, rodeado por un manto rocoso en contacto directo con un océano debajo de la corteza helada. Una nueva investigación modela cómo el calor interno puede alimentar volcanes en el lecho marino.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll.

Dirigidos por Marie Běhounková de la Universidad Charles en la República Checa, los autores predijeron además que es más probable que la actividad volcánica ocurra cerca de los polos de Europa, las latitudes donde se genera la mayor cantidad de calor. También han observado cómo la actividad volcánica pudo haber evolucionado con el tiempo. Por otro lado, es importante tener en cuenta que las fuentes de energía de larga duración, brindan más oportunidades para que se desarrolle la vida.

Los volcanes submarinos, si están presentes, podrían alimentar sistemas hidrotermales como los que alimentan la vida en el fondo de los océanos de la Tierra. En nuestro planeta, cuando el agua de mar entra en contacto con el magma caliente, la interacción genera energía química. Y es la energía química de estos sistemas hidrotermales, en lugar de la luz solar, la que ayuda a mantener la vida en las profundidades de nuestros océanos. La actividad volcánica en el fondo marino de Europa sería una forma de sustentar un posible entorno habitable en el océano de esa luna.

“Nuestros hallazgos proporcionan pruebas adicionales de que el océano subterráneo de Europa puede ser un entorno adecuado para el surgimiento de la vida”, dijo Běhounková. “Europa es uno de los raros cuerpos planetarios que podría haber mantenido la actividad volcánica durante miles de millones de años, y posiblemente el único más allá de la Tierra que tiene grandes depósitos de agua y una fuente de energía de larga duración”.

Observaciones directas

Los científicos de la NASA tendrán la oportunidad de comprobar las nuevas predicciones cuando Europa Clipper alcance su objetivo en 2030. La nave espacial orbitará Júpiter y realizará decenas de sobrevuelos cercanos a Europa para trazar un mapa de la luna e investigar su composición. Entre los datos científicos que recopile, la nave espacial examinará la superficie en detalle y tomará muestras de la fina atmósfera de la luna.

Las observaciones de la superficie y la atmósfera darán a los científicos la oportunidad de aprender más sobre el océano interior de la Luna, en el caso de que el agua se filtre a través de la corteza helada. Los científicos creen que el intercambio de material entre el océano y la corteza dejaría rastros de agua de mar en la superficie. También creen que el intercambio puede emitir gas, e incluso columnas de vapor de agua con partículas expulsadas que podrían contener materiales provenientes del fondo marino.

A medida que Europa Clipper mida la gravedad y el campo magnético de la luna, las anomalías en esas áreas, especialmente hacia los polos, podrían ayudar a confirmar la actividad volcánica predicha por la nueva investigación.

“La perspectiva de un interior cálido y rocoso y de volcanes en el fondo marino de Europa aumenta la posibilidad de que el océano de Europa sea un entorno habitable”, dijo Robert Pappalardo, científico del proyecto Europa Clipper del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California. “Es posible que podamos probarlo con las medidas de composición y gravedad programadas de Europa Clipper, lo cual es una perspectiva emocionante”.

Más sobre la misión

Las misiones como Europa Clipper ayudan a contribuir al campo de la astrobiología, la investigación interdisciplinaria sobre las variables y condiciones de mundos distantes, que podrían albergar la vida tal como la conocemos. Si bien Europa Clipper no es una misión de detección de vida, realizará un reconocimiento detallado de Europa e investigará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene la capacidad de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a desentrañar mejor cómo se desarrolló la vida en la Tierra y el potencial de encontrar vida más allá de nuestro planeta.

Administrado por Caltech en Pasadena, California, JPL lidera el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, ejecuta la gestión del programa de la misión Europa Clipper.

Edición: R. Castro.