La química del océano bajo la luna Europa sería compatible con la vida

Se tiene el convencimiento de que Europa esconde un profundo océano de agua líquida salada debajo de su corteza helada. Si la luna joviana tiene las materias primas y la energía química en las proporciones adecuadas para apoyar la biología es un tema de interés científico.

La respuesta puede depender de si Europa dispone de entornos en los que los productos químicos se cotejan en las proporciones adecuadas para alimentar los procesos biológicos. La vida en la Tierra explota dichos nichos.

PARÁMETROS COMO LOS DE LA TIERRA

En un nuevo estudio, los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, compararon el potencial de Europa para la producción de hidrógeno y oxígeno con la de la Tierra, a través de procesos que no implican directamente el vulcanismo. El equilibrio de estos dos elementos es un indicador clave de la energía disponible para la vida. El estudio encontró que las cantidades serían comparables en escala; en ambos mundos, la producción de oxígeno es aproximadamente 10 veces mayor que la producción de hidrógeno.

El trabajo llama la atención sobre las formas en que el interior rocoso de Europa puede ser mucho más complejo y posiblemente parecido a la Tierra de lo que se suele pensar, según Steve Vance, un científico planetario del JPL y autor principal del estudio.

"Estamos estudiando un océano extraterrestre utilizando métodos desarrollados para comprender el movimiento de la energía y los nutrientes en los sistemas propios de la Tierra. El ciclo del oxígeno y el hidrógeno en el océano de Europa sería un factor importante para la química de ese océano y toda la vida allí, tal como se es en la Tierra".

En última instancia, Vance y sus colegas quieren entender también el ciclo de los otros elementos importantes de la vida en el océano: carbono, nitrógeno, fósforo y azufre.

Como parte de su estudio, los investigadores calcularon la cantidad de hidrógeno que podría producirse en el océano de Europa a medida que el agua de mar reacciona con la roca, en un proceso llamado serpentinización.

En este proceso, el agua se filtra en los espacios entre granos minerales y reacciona con la roca para formar nuevos minerales, liberando hidrógeno en el proceso. Los investigadores examinaron cómo se abrirían las grietas en el fondo marino de Europa, mientras el interior rocoso de la luna sigue enfriándose tras miles de millones de años de formación. Nuevas grietas exponen roca fresca al agua de mar, donde más reacciones que producen hidrógeno pueden tener lugar.

En la corteza oceánica de la Tierra, se cree que este tipo de fracturas penetra a una profundidad de 5 a 6 kilómetros. En la actual Europa, los investigadores esperan que el agua podría llegar a una profundidad de 25 kilómetros en el interior rocoso, propiciando estas reacciones químicas clave a lo largo de una fracción más profunda de fondo marino de Europa.

La otra mitad de la ecuación química de Europa de vida a través de la energía química estaría a cargo de los oxidantes - oxígeno y otros compuestos que puedan reaccionar con el hidrógeno - siendo sometidos a ciclos en el océano de Europa desde la superficie helada anteriormente. Europa está bañado por la radiación de Júpiter, que divide las moléculas de hielo de agua para crear estos materiales. Los científicos han deducido que la superficie de Europa se cicla de nuevo en su interior, lo que podría llevar a los oxidantes al océano.

"Los oxidantes del hielo son como el terminal positivo de la batería, y los productos químicos desde el fondo del mar, llamados reductores, son como el terminal negativo. Sea o no la vida y los procesos biológicos lo que completa el circuito es parte de lo que motiva nuestra exploración de Europa ", dijo Kevin Hand, un científico planetario del JPL, co-autor del estudio.

La rocosa luna joviana vecina de Europa, Io, es el cuerpo con mayor actividad volcánica en el sistema solar, debido al calor producido por el estiramiento y los efectos de la gravedad de Júpiter a medida que orbita el planeta. Los científicos han considerado durante mucho tiempo que es posible que Europa también podría tener actividad volcánica, así como fuentes hidrotermales, donde el agua caliente cargada de minerales emergería en el fondo del mar.

Según Vance, los investigadores especularon con anterioridad que el vulcanismo es de suma importancia para la creación de un entorno habitable en el océano de Europa. Si dicha actividad no está ocurriendo en su interior rocoso, según se piensa, el gran flujo de oxidantes de la superficie del océano sería demasiado ácido y tóxico para la vida. "Pero en realidad, si la roca es fría, es más fácil que se fracture. Esto permite que una enorme cantidad de hidrógeno que se produce por serpentinización equilibre los oxidantes en una proporción comparable a la de los océanos de la Tierra", dijo.

Los resultados se publican en línea esta semana en la revista 'Geophysical Research Letters'.