Un refugio potencial para vida extraterrestre en las profundidades ocultas del océano

Encélado: conocimientos sobre la actividad geofísica de la Luna arrojan luz sobre la habitabilidad potencial

En la vasta extensión de nuestro sistema solar, Encélado, la luna de Saturno, se destaca como una maravilla celestial que alberga secretos que despiertan la curiosidad de astrónomos y científicos por igual. Revelaciones recientes han arrojado luz sobre la intrincada danza entre Encelado y su planeta padre, Saturno, revelando una historia de fuerzas de marea, estrés cíclico y océanos ocultos.

A medida que Encelado orbita alrededor de Saturno, las fuerzas gravitacionales tiran de su superficie, provocando una notable transformación de una forma esférica a una parecida a una pelota de fútbol y viceversa. Esta tensión de marea desencadena el «calentamiento de marea», que alimenta una fuente de calor interna crucial para sostener un supuesto océano global debajo de su corteza helada.

En el polo sur de la Luna, imponentes fallas en forma de franja de tigre liberan chorros de hielo, que forman una columna distintiva en la superficie. La misión Cassini de la NASA analizó estos chorros, insinuando condiciones químicas propicias para la vida en las profundidades del océano subsuperficial de Encelado.

Una nueva investigación, dirigida por el estudiante de posgrado Alexander Berne (MS ’22) bajo la dirección de Mark Simons, profundiza en la dinámica de estas fallas de franja de tigre y revela los misterios que rodean la actividad de los chorros.

Sus hallazgos, publicados en la revista Nature Geoscience el 29 de abril, arrojan luz sobre varios factores que influyen en la habitabilidad de Encelado, incluida la longevidad de la actividad de los chorros y la topografía de la corteza de hielo de la luna.

La columna que emerge del polo sur de Encelado muestra variaciones en intensidad, lo que resulta en dos picos distintos de emisión durante la órbita de 33 horas de la luna alrededor de Saturno. Los modelos tradicionales atribuyen estas variaciones a las fuerzas de marea, lo que sugiere que las fallas en franja de tigre se abren y cierran en respuesta a estas fuerzas, que regulan la liberación de material. Sin embargo, estos modelos no logran predecir con precisión el momento del brillo máximo y la energía requerida para este mecanismo supera las expectativas.

Por el contrario, un estudio reciente propone una nueva explicación para la variabilidad observada del plumaje. Los investigadores sugieren que las fallas en franja de tigre experimentan un movimiento de rumbo, similar al movimiento de falla responsable de los terremotos a lo largo de la falla de San Andrés en California. Este movimiento requiere mucha menos energía que el mecanismo de apertura/cierre convencional.

Para investigar esta hipótesis, Berne y sus colegas desarrollaron un sofisticado modelo numérico que simula el movimiento de deslizamiento a lo largo de las fallas de Encelado. El modelo considera la fricción entre las paredes de las fallas heladas y considera la interacción de la compresión y el esfuerzo cortante. Sorprendentemente, las simulaciones replican con precisión las variaciones en el brillo de la columna y la temperatura de la superficie, lo que indica que la actividad del chorro está efectivamente influenciada por el movimiento de deslizamiento.

Los investigadores proponen que los chorros individuales se originan en «separaciones» en las secciones de falla que se abren bajo un movimiento regional de deslizamiento. Esta hipótesis está respaldada por evidencia geológica reciente de una investigación separada llevada a cabo por el JPL, que identificó separaciones a lo largo de las fallas precisamente en las ubicaciones de los chorros.

Berne enfatiza la importancia de estos hallazgos y dice: «Ahora parece que tenemos razones tanto geológicas como geofísicas para sospechar que la actividad de los chorros se produce en columnas de largo alcance a lo largo de las rayas de los tigres de Encelado».

En 2005, durante el sobrevuelo de Encélado de la misión Cassini, se recogieron muestras del material del jet, que revelaron la presencia de elementos como carbono y nitrógeno. Este descubrimiento sugirió que el océano subterráneo de la Luna podría potencialmente albergar condiciones propicias para la vida. Sin embargo, la existencia de estos componentes químicos por sí sola no es suficiente para la habitabilidad. Las condiciones geofísicas, como una producción adecuada de calor y un flujo de nutrientes entre el núcleo, el océano y la superficie, también son factores cruciales.

Mark Simons enfatiza la importancia de una habitabilidad sostenida, afirmando: «Para que la vida evolucione, las condiciones para la habitabilidad tienen que ser adecuadas durante mucho tiempo, no sólo un instante. En Encelado, se necesita un océano a largo plazo. Los aspectos geofísicos y geológicos Las observaciones pueden proporcionar limitaciones clave sobre la dinámica del núcleo y la corteza, así como sobre el grado en que estos procesos han estado activos a lo largo del tiempo».

Alexander Berne enfatiza la necesidad de mediciones detalladas del movimiento a lo largo de las rayas del tigre para validar sus hipótesis. Sugiere el uso de técnicas de imágenes avanzadas, similares a las utilizadas para monitorear el deslizamiento de fallas en la Tierra, para estudiar la dinámica de la superficie de Encelado. Estas mediciones pueden proporcionar información crucial sobre el transporte de material desde el océano a la superficie, el espesor de la capa de hielo y las condiciones duraderas necesarias para que la vida surja y florezca en Encelado.

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