Por qué puede haber océanos dentro de planetas enanos más allá de Plutón

La costa terrestre del Mar del Norte, incluidas las Pilas de Duncansby en Caithness. (© Jorge/Adobe Stock)

Durante mucho tiempo se pensó que la Tierra era el único planeta de nuestro Sistema Solar con un océano, pero está empezando a parecer que hay océanos subterráneos dentro de incluso los cuerpos helados más sorprendentes.

De hecho, las lunas heladas y los planetas enanos del Sistema Solar exterior parecen tener océanos líquidos debajo de capas de hielo espeso. Investigaciones recientes sugieren que incluso podría haber océanos dentro de cuerpos más allá de Plutón. Esto es sorprendente, ya que estos cuerpos tienen temperaturas superficiales muy por debajo de los -200°C.

Hace setenta años, parecía plausible que la atmósfera humeante de Venus ocultara a nuestra vista un océano global. Esta idea fracasó en 1962 cuando la nave espacial Mariner 2 sobrevoló Venus y descubrió que su superficie estaba demasiado caliente para agua líquida.

No pasó mucho tiempo antes de que nos diésemos cuenta de que los océanos que alguna vez pudieron haber estado en Venus y también en Marte desaparecieron hace miles de millones de años debido a cambios importantes en sus climas.

Calentamiento de marea
La revolución en el pensamiento que allanó el camino para nuestra nueva visión de los océanos del Sistema Solar se remonta a un artículo de 1979 del astrofísico Stan Peale. Esto predijo que la gran luna más interna de Júpiter, Io, estaría tan caliente por dentro que podría ser volcánicamente activa.

La fuente de calor que hace esto posible es un efecto gravitacional: un tirón de marea repetido entre Ío y la siguiente luna fuera de Júpiter, Europa. Europa completa exactamente una órbita por las dos de Io. Por lo tanto, Io alcanza a Europa cada dos órbitas, recibiendo un tirón de marea repetido regularmente desde Europa que evita que la órbita de Io se vuelva circular.

Esto significa que la distancia de Io a Júpiter cambia continuamente y, por lo tanto, también cambia la fuerza de la fuerza de marea mucho más fuerte de Júpiter, que en realidad distorsiona la forma de Io.

La distorsión de marea repetida de su interior calienta a Io por fricción interna, de la misma manera que si doblas un alambre rígido de un lado a otro varias veces y luego tocas la parte recién doblada con tu labio (pruébalo con una percha o un clip). , podrás sentir el calor.

La predicción de Peale sobre el calentamiento de las mareas fue reivindicada sólo una semana después de su publicación cuando la Voyager-1, el primer sobrevuelo sofisticado de Júpiter, envió imágenes de volcanes en erupción en Ío.

Io es un mundo rocoso, sin agua de ninguna forma, por lo que puede parecer que esto no tiene nada que ver con los océanos. Sin embargo, el remolcador de mareas Júpiter-Io-Europa funciona en ambos sentidos. Europa también se calienta por mareas, no sólo por Io, sino también por la próxima luna, Ganímedes.

Mundos oceánicos, con agua líquida en azul. En el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la izquierda: Europa, Ganímedes, Calisto, Encelado. (Imagen: NASA)

Ahora hay muy buenas pruebas de que entre la capa helada de Europa y su interior rocoso hay un océano de 100 kilómetros de profundidad. Ganímedes puede tener hasta tres o cuatro capas líquidas, intercaladas entre capas de hielo. En estos casos, el calor que evita que el agua líquida se congele probablemente tenga su origen principalmente en las mareas.

También hay evidencia de una zona de agua líquida salada dentro de Calisto, la gran luna más externa de Júpiter. No es probable que esto se deba al calentamiento de las mareas, sino posiblemente al calor emitido por la desintegración de elementos radiactivos.

Saturno tiene una luna helada relativamente pequeña (504 km de radio) llamada Encelado, que tiene un océano interno gracias al calentamiento de las mareas debido a la interacción con la luna más grande llamada Dione. Estamos absolutamente seguros de que este océano existe porque la capa helada de Encelado se tambalea de una manera que sólo es posible porque esta capa no está fijada al interior sólido.

Además, la nave espacial Cassini tomó muestras de agua y trazas de componentes de este océano interno. Sus mediciones sugirieron que el agua del océano de Encelado debe haber reaccionado con rocas cálidas debajo del fondo del océano, y que la química allí abajo parece adecuada para sustentar vida microbiana.

Otros océanos
Sorprendentemente, incluso en el caso de lunas que no deberían sufrir calentamiento por mareas y de cuerpos que no son lunas en absoluto, la evidencia de océanos internos sigue acumulándose. La lista de mundos que pueden tener, o alguna vez tuvieron, océanos internos incluye varias lunas de Urano, como Ariel, Tritón, la luna más grande de Neptuno, y Plutón.

Una de las mejores imágenes que tenemos de Ariel. (Imagen: NASA/JPL)

El océano interno más cercano al Sol puede estar dentro del planeta enano Ceres, aunque quizás ya esté en gran parte congelado, o puede que simplemente consista en lodo salado.

Particularmente sorprendentes para mí son las indicaciones de mundos oceánicos mucho más allá de Plutón. Estos provienen de resultados publicados recientemente por el Telescopio Espacial James Webb que analiza las proporciones de varios isótopos (átomos que tienen más o menos partículas llamadas neutrones en su núcleo) en el metano congelado que recubre a Eris y Makemake, dos planetas enanos un poco más pequeños y considerablemente más remoto que Plutón.

Los autores afirman que sus observaciones son evidencia de reacciones químicas entre el agua del océano interno y la roca del fondo del océano, y también de columnas de agua bastante jóvenes, posiblemente incluso actuales. Los autores sugieren que el calor procedente de la desintegración de los elementos radiactivos en la roca es suficiente para explicar cómo estos océanos internos se han mantenido lo suficientemente calientes como para evitar la congelación.

Los posibles rangos actuales sugeridos de condiciones en Eris y Makemake. (Imagen: Instituto de Investigación del Suroeste)

Quizás se pregunte si todo esto podría aumentar nuestras posibilidades de encontrar vida extraterrestre. Me entristece arruinar la fiesta, pero hubo varios artículos en la Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar de este año en Houston (del 11 al 15 de marzo) que informaban que la roca debajo del suelo del océano de Europa debe ser demasiado fuerte para que las fallas la rompan. crear el tipo de fuentes termales (respiraderos hidrotermales) en su fondo oceánico que alimentaron la vida microbiana en la Tierra primitiva.

Es posible que otros océanos subterráneos sean igualmente inhóspitos. Pero hasta ahora todavía hay esperanza.

El autor
David Rothery, profesor de Geociencias Planetarias, The Open University

(Fuente: La Conversación)