Las corrientes oceánicas de la luna Europa podrían afectar la rotación de su corteza de hielo

Los científicos de la NASA tienen sólidas evidencias de que la luna Europa de Júpiter tiene un océano interno debajo de su capa de hielo exterior: este océano es un enorme cuerpo de agua salada que se revuelve alrededor del interior rocoso de la luna. Un nuevo modelo informático sugiere que el agua podría estar empujando la capa de hielo, posiblemente acelerando y desacelerando la rotación de la corteza de hielo de esta luna con el transcurso del tiempo.

Los científicos han sabido que probablemente la corteza de Europa es flotante y rota a una velocidad diferente a la del océano que está debajo y a la de su interior rocoso. El nuevo modelo es el primero en mostrar que las corrientes oceánicas de Europa podrían estar contribuyendo a la rotación de su capa de hielo.

Un elemento clave del estudio consistió en calcular la resistencia: la fuerza horizontal que el océano de esta luna ejerce sobre el hielo que se encuentra sobre él. La investigación insinúa cómo el poder del flujo oceánico y su resistencia contra la capa de hielo podrían incluso explicar parte de la geología que se observa en la superficie de Europa. Las grietas y crestas podrían ser el resultado del lento estiramiento y derrumbe de la capa de hielo durante el transcurso del tiempo, a medida que las corrientes oceánicas la empujan y tiran de ella.

“Antes de esto, se sabía mediante modelos y experimentos de laboratorio que el calentamiento y enfriamiento del océano de Europa pudiera impulsar las corrientes”, dijo Hamish Hay, investigador de la Universidad de Oxford y autor principal del estudio publicado en JGR: Planets. Hay llevó a cabo este estudio mientras era investigador postdoctoral adjunto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California. “Ahora, nuestros resultados destacan un acoplamiento entre el océano y la rotación de la capa de hielo que nunca antes se había tenido en cuenta”.

Incluso podría ser posible, utilizando las mediciones recopiladas por la próxima misión Europa Clipper de la NASA, determinar con precisión qué tan rápida es la rotación de la capa de hielo. Cuando los científicos comparen las imágenes recopiladas por Europa Clipper con las captadas en el pasado por las misiones Galileo y Voyager de la NASA, podrán examinar la ubicación de las características de la superficie del hielo y potencialmente determinar si la posición de la capa de hielo de la luna ha cambiado con el tiempo.

Durante décadas, los científicos planetarios han debatido si la capa de hielo de Europa podría estar rotando más rápido que su interior profundo. Pero en lugar de vincular esto al movimiento del océano, los científicos se centraron en una fuerza externa: Júpiter. Tenían la hipótesis de que a medida que la gravedad del gigante planeta gaseoso tira de Europa, también tira de la corteza de la luna y hace que gire un poco más rápido.

“Para mí, fue completamente inesperado que lo que ocurre en la circulación del océano pudiera ser suficiente para afectar la capa de hielo. Eso fue una gran sorpresa”, dijo Robert Pappalardo, de JPL, quien es coautor y científico del proyecto Europa Clipper. “Y la idea de que las grietas y crestas que vemos en la superficie de Europa podrían estar vinculadas a la circulación del océano por debajo... Los geólogos no suelen pensar: ‘Tal vez sea el océano el que haga eso’”.

El lanzamiento de Europa Clipper —actualmente en su etapa de ensamblaje, pruebas y operaciones de lanzamiento en JPL— está programado para 2024. La nave espacial comenzará a orbitar Júpiter en 2030 y utilizará su conjunto de sofisticados instrumentos para recopilar datos científicos mientras sobrevuela esta luna unas 50 veces. La misión tiene como objetivo determinar si Europa, con su profundo océano interno, tiene condiciones que podrían ser aptas para la vida.

Como una olla de agua

Utilizando técnicas desarrolladas para estudiar el océano de la Tierra, los autores del artículo dependieron de las supercomputadoras de la NASA para hacer modelos a gran escala del océano de Europa. Exploraron las complejidades de cómo circula el agua y cómo el calentamiento y el enfriamiento afectan ese movimiento.

Los científicos piensan que el océano interno de Europa se calienta desde abajo, debido a la descomposición radiactiva y al calentamiento de las mareas dentro del núcleo rocoso de la luna. Así como el agua que se calienta en una olla sobre una estufa, el agua cálida de Europa sube a la superficie del océano.

En las simulaciones, la circulación inicialmente se movió de forma vertical, pero la rotación de la luna en su conjunto hizo que el agua fluyera en una dirección más horizontal, en corrientes este-oeste y oeste-este. Los investigadores, al incluir la resistencia en sus simulaciones, pudieron determinar que si las corrientes son lo suficientemente rápidas, podría haber una resistencia adecuada en el hielo que está arriba para acelerar o desacelerar la velocidad de rotación de la corteza. La cantidad del calentamiento interior y, por lo tanto, los patrones de circulación del océano, podrían cambiar con el tiempo, lo que aceleraría o desaceleraría la rotación de la capa de hielo que está arriba.

“Este trabajo podría ser importante para comprender cómo la velocidad de rotación de otros mundos oceánicos pueden haber cambiado con el tiempo”, dijo Hay. “Y ahora que sabemos sobre el posible acoplamiento de los océanos interiores con las superficies de estos cuerpos, es posible que aprendamos más sobre sus historias geológicas y la de Europa”.

Más acerca de la misión

El principal objetivo científico de Europa Clipper es determinar si hay lugares debajo de la superficie de la luna helada de Júpiter, Europa, que podrían albergar vida. Los tres objetivos científicos principales de la misión son comprender la naturaleza de la capa de hielo y el océano que está debajo de ella, junto con su composición y su geología. La detallada exploración de Europa llevada a cabo por esta misión ayudará a los científicos a comprender mejor el potencial astrobiológico de los mundos habitables 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 Johns Hopkins (APL) en Laurel, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. APL diseñó el cuerpo principal de la nave espacial en colaboración con JPL y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, ejecuta la gestión del programa de la misión Europa Clipper.

Para más información sobre Europa, visita la página (en inglés): europa.nasa.gov

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