miércoles, 11 de marzo de 2015

Actividad hidrotermal en el fondo del océano de Encélado


Minúsculos granos de roca detectados por la nave espacial Cassini en órbita alrededor de Saturno apuntan a la existencia de actividad hidrotermal en el fondo marino de la luna helada Encelado.

El hallazgo se suma a la tentadora posibilidad de que la Luna podría tener entornos adecuados para los organismos vivos.

La comprensión de la estructura interior de Encelado ha sido una prioridad de la misión Cassini desde el descubrimiento en 2005 de plumas de vapor de agua y hielo en fracturas en el polo sur de la luna.

Se encontraron en las plumas partículas de hielo ricas en sal de sodio, lo que implica que el agua ha estado en contacto con la roca, y las mediciones posteriores del campo gravitacional de la luna revelaron un océano bajo la superficie, de 10 kilómetros de profundidad en el polo sur, por debajo de una gruesa capa de hielo de 30 a 40 kilómetros de espesor.

Ahora, después de un estudio más amplio, cuatro años de datos de la nave espacial, junto con simulaciones por ordenador y experimentos de laboratorio, los científicos han sido capaces de obtener un conocimiento más profundo de las reacciones químicas que tienen lugar en el fondo del océano de Encelado.

El uso del Cosmic Dust Analyser a bordo de Cassini, los científicos han descubierto pequeños granos de polvo, de tan sólo 2 a 8 nanómetros de radio, en órbita alrededor de Saturno y ricos en silicio.

Los científicos creen que estos granos ricos en silicio se originan en el fondo marino de Encelado, donde deben existir procesos hidrotermales. En el fondo del océano, el agua caliente a una temperatura de al menos 90 grados Celsius disuelve minerales del interior rocoso de la luna. El origen de esta energía no se entiende bien, pero probablemente incluye una combinación de calentamiento de marea (debido a la órbita de Encelado alrededor de Saturno), la desintegración radiactiva en el núcelo y reacciones químicas.

Como el agua caliente viaja hacia arriba, entra en contacto con el agua más fría, haciendo que los minerales se condensen y formen granos de nano-granos de silicio que flotan en el agua.

Para evitar que crezcan demasiado, estos granos de sílice pasan desde unos meses a varios años para ascender del fondo marino a la superficie del océano, antes de incorporarse a grandes granos de hielo en las brechas que conectan el océano con la superficie de Encelado. Después de serr expulsado al espacio a través de los géiseres de la luna, los granos de hielo se erosionan, liberando las diminutas inclusiones rocosas detectadas posteriormente por Cassini.

Tal y como indica Sean Hsu, investigador postdoctoral en la Universidad de Colorado en Boulder y autor principal del artículo publicado hoy en la revista Nature, "Es muy emocionante que podamos utilizar estos pequeños granos de roca, arrojados al espacio por los géiseres, los cuales nos hablan de las condiciones del fondo del océano de una luna helada".

En la Tierra, los granos de sílice se encuentran en la arena y en el cuarzo. La forma más común para formar pequeños granos de sílice es a través de la actividad hidrotermal que implica un rango específico de condiciones. En particular, dichos granos se forman cuando el agua ligeramente alcalina, con un contenido modesto de sal y super-saturada de sílice, se somete a una gran caída en la temperatura.

Según Frank Postberg, científico de la Universidad de Heidelberg en Alemania, miembro del equipo investigador del Cosmic Dust Analyser de la misión Cassini y co-autor del paper, "Hemos buscado metódicamente explicaciones alternativas para los granos de nanosílice, pero cada nuevo resultado apuntaba a un solo y más probable origen".

Hsu y Postberg trabajaron estrechamente con sus colegas de la Universidad de Tokio, quienes realizaron los experimentos detallados de laboratorio que validaron la hipótesis de la actividad hidrotermal.

Además, mediciones del campo gravitatorio por parte de la misión Cassini sugieren que el núcleo rocoso de Encelado es muy poroso, lo que permitiría que el agua del océano se filtre hacia el interior. Esto proporcionaría una enorme superficie donde roca y agua puedan interactuar.

Hsu indica que "De hecho, es posible que gran parte de esta interesante química del agua caliente se produzca en el interior de núcleo de la luna, no sólo en el fondo del océano".

En otro artículo, publicado el mes pasado en la revista Geophysical Research Letters, científicos de la misión Cassini también informaron sobre la abundancia de metano expulsado. El metano también podría ser producido por procesos hidrotermales en el límite entre agua y roca del fondo del océano de Encelado, y/o por la fusión de un tipo de hielo rico en metano, antes de filtrarse a la superficie.

"Esta luna tiene todos los ingredientes -agua, calor y minerales- para la habitabilidad en el Sistema Solar exterior, lo que confirma el potencial astrobiológico de Encelado", añade Nicolas Altobelli, científico del proyecto Cassini de la ESA.

"Encelado puede incluso representar un hábitat muy común en la galaxia: lunas heladas alrededor los planetas gigantes gaseosos, que se encuentran más allá de la 'zona habitable' de su estrella, pero todavía capaz de mantener el agua líquida debajo de su superficie helada."

Fuente de la noticia: ESA

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