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Durante 20 años, los investigadores han estado tratando de averiguar cómo se formaron las crestas dobles en Europa. Ahora, los investigadores describen un proceso similar que ocurre en la Tierra, en Groenlandia, que podría tener importantes implicaciones para la estructura y la habitabilidad de Europa.

La superficie cicatrizada de Europa. Créditos de imagen: NASA/JPL.

Si está buscando vida en nuestro sistema solar (en un lugar que no sea la Tierra), es probable que Europa no sea su primera opción. Un satélite gélido que orbita un gigante gaseoso lejos del Sol no suena particularmente atractivo si eres una forma de vida. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que hay más en Europa de lo que parece.

Debajo de la superficie congelada del satélite, hay un océano de agua líquida y aunque todavía no tenemos evidencia de vida en Europa, el satélite se ha convertido en uno de los sitios más intrigantes del sistema solar para los biólogos que buscan signos de vida.

Pasará un tiempo antes de que tengamos una misión en Europa para investigar las cosas directamente y, mientras tanto, comprender la estructura de esta capa de hielo y cómo evolucionó geológicamente es vital para comprender los procesos que tienen lugar en Europa. En un nuevo estudio, investigadores de Stanford dirigidos por Riley Culberg investigaron una forma de relieve superficial llamada doble cresta, y sus resultados sugieren que el agua líquida podría estar muy cerca de la superficie.

De Groenlandia a Europa

Las crestas lineales (dobles) marrones se extienden prominentemente a lo largo de la escena. Créditos de imagen: NASA/JPL.

Las crestas dobles son muy comunes en Europa. Son pares de crestas casi simétricas, que flanquean un paso poco profundo que puede tener cientos de kilómetros de largo. Aparecen en casi todas las áreas de Europa, pero hasta ahora, los investigadores se han esforzado por explicar cómo se formaron estos accidentes geográficos. Pero como suele suceder en la ciencia, la casualidad reunió a investigadores de distintas áreas.

Realmente fue un poco de casualidad, explica Riley Culberg, un geofísico que estudia la hidrología cercana a la superficie de las capas de hielo y los glaciares. Uno de mis colegas, que es científico planetario, estaba dando una presentación sobre las grandes preguntas abiertas en la ciencia de Europa. y mostró una imagen de estas dobles crestas en la superficie. Me llamó la atención que había visto una característica similar en mis propios datos de la Tierra mientras trabajaba en un proyecto totalmente diferente relacionado con los impactos del cambio climático en la capa de hielo de Groenlandia.

Resulta que las crestas dobles de Europa tienen una sorprendente similitud con las de Groenlandia: tienen una relación similar entre la altura de las crestas y la distancia entre los dos picos.

Comparación de imágenes de superficie de una doble cresta en Europa (a / izquierda) y la Tierra (b / derecha). Créditos de imagen: Culberg et al (2022) / Nature.

Resulta que las crestas dobles de Europa tienen una relación muy característica entre la altura de las crestas y la distancia entre los dos picos, y después de tener en cuenta la diferencia de gravedad entre la Tierra y Europa, encontramos que la característica de Groenlandia tiene un aspecto bastante similar. relación.

Para explorar esta característica en Groenlandia, los investigadores utilizaron datos de elevación de la superficie y un radar de penetración de hielo, creando varios modelos para ayudarlos a explicar sus hallazgos. Los resultados sugieren que una sucesión de fracturas y recongelamientos son los responsables del proceso. Si este es el caso, entonces el agua líquida poco profunda es común en la capa de hielo de la luna, dentro de los primeros 1-5 km de la capa, explica Culberg.

Nuestro estudio informa sobre nuestro descubrimiento de una doble cresta helada en la capa de hielo de Groenlandia que tiene una geometría similar a las dobles crestas que se encuentran en la luna helada Europa de Júpiter. Nuestro análisis de los datos de radar de penetración en el hielo muestra que la doble cresta se formó a través de la recongelación y la fractura de una bolsa de agua subterránea dentro de la capa de hielo, dice Culberg.

Esta fue la primera vez que pudimos ver algo similar en la Tierra y realmente observar los procesos del subsuelo que llevaron a la formación de las crestas, agrega el investigador.

Buenas noticias para la habitabilidad de Europas

Datos del radargrama sobre la doble cresta. La escala de colores muestra la potencia de radar recibida calibrada con colores más oscuros que indican un retorno más fuerte. El nivel freático aparece cerca de la superficie. Créditos de imagen: Culberg et al (2022) / Nature.

Dado lo prominentes que son estas crestas dobles en Europa, es probable que los procesos que las crearon desempeñen un papel clave en la geología de los satélites. Aunque los procesos cercanos a la superficie en Europa y Groenlandia pueden ser bastante diferentes, hay suficientes similitudes para creer que lo que está causando las dobles crestas en Europa también las está causando en Groenlandia, aunque la escala de los procesos es difícil de estimar, explica Culberg.

Dado lo que sabemos sobre Europa, creemos que los tipos de procesos físicos fundamentales (recongelación, presurización y fractura) que sugerían también son razonables allí. Pero todavía queda mucho por hacer para comprender cómo nuestro mecanismo de formación de crestas propuesto escala a Europa y qué podría significar eso para el tamaño y la forma de las crestas y cuánto tiempo llevaría formarlas.

Creemos que probablemente tendrían una estructura similar a la que vimos en Groenlandia, una capa de agua subsuperficial relativamente delgada que, en sección transversal, es mucho más ancha que la cresta y se extiende a lo largo de toda la cresta en la tercera dimensión. Dado que las crestas de Europas son mucho más grandes que la que estudiamos en Groenlandia, es probable que los umbrales también sean mucho más grandes.

Estas imágenes revelan la dramática topografía de la corteza helada de Europa. Una perspectiva tridimensional generada por computadora (arriba a la derecha) muestra que el material brillante, probablemente hielo de agua pura, prevalece en las crestas y pendientes de las crestas, mientras que la mayor parte del material oscuro (quizás hielo mezclado con silicatos o sales hidratadas) está confinado a las áreas más bajas, como los fondos de los valles. Créditos de imagen: NASA/JPL.

Si el mecanismo para la formación de la cresta se traduce en Europa, sugiere que estas bolsas de agua poco profundas deben haber sido (y tal vez aún lo sean) muy comunes en la capa de hielo. Esto es ampliamente consistente con la comprensión actual de la estructura de la capa de hielo de Europa.

Quizás lo más intrigante es que si el agua está realmente tan cerca de la superficie, podría significar que la presencia de vida es más probable en el océano líquido de Europa. Además, facilitaría que futuras misiones exploren esta posibilidad.

Principalmente, la presencia de agua líquida en la capa de hielo sugeriría que el intercambio entre el océano y la capa de hielo es común, lo que podría ser importante para el ciclo químico que ayudaría a sustentar la vida. El agua poco profunda en particular también significa que podría haber objetivos más fáciles para futuras misiones espaciales para obtener imágenes o muestras que al menos podrían preservar evidencia de vida, sin tener que acceder por completo a las profundidades del océano, concluye Culberg.

El estudio Formación de doble cresta sobre alféizares de aguas poco profundas en la luna Europa de Júpiter fue publicado en Nature Communications .

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