Confirman actividad hidrotermal en el fondo de los océanos de Encelado

«Este hallazgo refuerza la posibilidad de que Encelado, que cuenta con un océano subterráneo y da muestras de tener una remarcable actividad geológica, pueda contener entornos adecuados para organismos vivos», afirma John Grunsfeld, administrador de la NASA.

La actividad hidrotermal tiene lugar cuando el agua del mar se infiltra y reacciona con la corteza rocosa y emerge en forma de una solución extremadamente caliente y rica en minerales, algo que ocurre de forma natural en los fondos oceánicos terrestres. Según dos estudios diferentes (uno publicado en Nature y otro en Geophysical Research Letters ), estos resultados aportan las primeras indicaciones claras de que en esta luna helada está teniendo lugar este proceso.

El primer artículo, publicado esta semana en Nature, se refiere a microscópicos granos de roca detectados por la Cassini en el sistema de Saturno. Un extenso análisis de datos de cuatro años, simulaciones computerizadas y experimentos de laboratorio han llevado a los investigadores a la conclusión de esos pequeños granos se formaron probablemente cuando el agua caliente y rica en minerales disueltos emergió del interior rocoso de Encelado y entró en contacto con el agua fría. La temperaturas necesaria para que se formen estos granos es, por lo menos, de 90 grados centígrados.

«Resulta muy excitante que podamos usar estos pequeños granos de roca, lanzados al espacio por geiseres, puedan hablarnos de lo que sucede en y bajo el suelo oceánico de esta luna congelada», afirma el investigador principal del estudio, Sean Hsu, de la Universidad de Colorado en Boulder.

El analizador de polvo cósmico de la Cassini (CDA) ha detectado en repetidas ocasiones (prácticamente desde su llegada en 2004) minúsculas partículas rocosas muy ricas en silicatos. Y tras años de investigación y por un proceso de eliminación, el equipo de científicos a cargo de ese instrumento ha concluido que esos granos deben ser partículas de sílice (óxido de silicio), como las que se encuentran en la arena y el mineral de cuarzo terrestre. El tamaño de los granos observados por la Cassini, los mayores de los cuales tienen entre 6 y 9 nanómetros, fue la pista que llevó a los investigadores a determinar la causa más probable de que se formaran.

En la Tierra, la forma más común de que se formen granos de silicio de este tamaño es la actividad hidrotermal bajo unas condiciones bien determinadas: cuando el agua ligeramente alcalina y salada está súper saturada de sílice y sufre un gran descenso de la temperatura.

«Buscamos explicaciones alternativas de forma metódica a la existencia de estos granos, pero todo nuevo resultado apuntaba siempre a un único y más probable origen», asegura Frank Postberg, coautor del estudio de Nature. Hsu y Postberg trabajaron junto a colegas de la Universidad de Tokio, que llevaron a cabo una serie de detallados experimentos de laboratorio que validaron la hipótesis de la actividad hidrotermal. El equipo japonés verificó al detalle las condiciones bajo las que se formas granos de sílice del mismo tamaño que los detectados por la Cassini. Y los investigadores están convencidos de que esas condiciones pueden darse en los fondos oceánicos de Encelado, donde el agua caliente del interior se mezcla con el agua fría del fondo marino.

El tamaño extremadamente pequeño de los granos de sílice sugiere, además, que éstos viajaron hacia arriba relativamente rápido desde su origen hidrotermal a las fuentes cercanas a la superficie de los géiseres de Encelado. Para llegar del fondo marino al espacio (una distancia de cerca de 50 km.), los pequeños granos tardaron entre meses y años. Si no fuera así, habrían tenido que ser mucho mayores.

El segundo estudio, publicado recientemente en Geophysical Research Letters, sugiere, por su parte, que la actividad hidrotermal es, también, una de las dos fuentes más probables del metano detectado en los chorros de gas y partículas heladas que surgen del polo sur de Encelado. El hallazgo es el resultado de una extensa investigación para explicar por qué el metano es tan abundante en esos penachos de gas.

Los investigadores hallaron que, a las altas presiones del océano de Encelado, pueden formarse clatratos (moléculas capaces de retener otras moléculas) capaces de aprisionar moléculas de metano en el interior de una estructura cristalina de hielo de agua. Los modelos informáticos, sin embargo, indican que este proceso es tan eficiente a la hora de capturar metano que los investigadores no terminan de explicarse su abundancia en los chorros de gas que emanan del polo sur.

En uno de los escenarios posibles, los procesos hidrotermales saturan el océano con metano. Y podría ser que la producción de metano fuera más rápida que su captura por parte de los clatratos. Una segunda posibilidad es que los clatratos de metano sean expulsados por los chorros de gas y liberen, a medida que ascienden, a las moléculas (de metano) de su interior, como si fueran las burbujas que ascienden por una botella de cava.

Los autores creen que es probable que ambos escenarios ocurran a la vez, aunque la presencia de los granos de sílice del estudio de Nature favorece la hipótesis del escenario hidrotermal.