¿Resuelto el misterio de las extrañas líneas rojas de la luna Europa?

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Washington podría haber resuelto el rompecabezas. En un estudio recién publicado en PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) los científicos anuncian el descubrimiento de un nuevo tipo de cristal de hielo que se forma cuando el agua y la sal común se combinan en condiciones de frío y alta presión.

Los investigadores creen que la nueva sustancia, creada por ellos en un laboratorio aquí, en la Tierra, podría formarse tanto en la superficie como en el fondo de los océanos subterráneos de lunas heladas como Europa.

Noticia Relacionada

Vuelven las misteriosas 'manchas radiales' de los anillos de Saturno, y aún no se sabe qué las causa

José Manuel Nieves

El Telescopio Espacial Hubble capta los extraños radios que, como los de la rueda de una bicicleta, atraviesan periódicamente los anillos anunciando el cambio de estación en el planeta

El estudio, por lo tanto, muestra una nueva forma de hielo, una combinación totalmente nueva y desconocida hasta ahora de dos de las sustancias más comunes en nuestro planeta: agua y cloruro de sodio, también conocido como sal de mesa.

«Hoy en día resulta raro hacer descubrimientos fundamentales en ciencia -asegura Baptiste Journaux, autor principal del estudio-. El comportamiento de la sal y el agua es muy conocido en las condiciones de la Tierra. Pero más allá de eso, estamos totalmente a oscuras. Y ahora tenemos estos objetos planetarios que probablemente tienen compuestos que nos son muy familiares, pero en condiciones muy exóticas. Tenemos que reescribir toda la ciencia mineralógica fundamental que se hizo en el siglo XIX, pero a alta presión y baja temperatura. Es un momento emocionante».

A bajas temperaturas, el agua y las sales se combinan para formar una red rígida de hielo salado, conocida como hidrato, que se mantiene en su lugar mediante enlaces de hidrógeno. El único hidrato previamente conocido para el cloruro de sodio era una estructura simple con una molécula de sal por cada dos moléculas de agua. Pero los dos nuevos hidratos, que se encuentran a presiones moderadas y temperaturas frías, son sorprendentemente diferentes. Uno tiene dos cloruros de sodio por cada 17 moléculas de agua; el otro tiene un cloruro de sodio por cada 13 moléculas de agua. Esto explicaría por qué las firmas de la superficie de las lunas de Júpiter son más 'acuosas' de lo esperado.

Los nuevos hidratos, en palabras de Journaux, «tienen justo la estructura que los científicos planetarios estaban esperando». El descubrimiento de nuevos tipos de hielo salado, dice el científico, tiene importancia no solo para la ciencia planetaria, sino también para la química e incluso para la investigación energética, que utiliza hidratos para almacenar energía.

Durante su experimento, los investigadores comprimieron una pequeña cantidad de agua salada entre dos diamantes del tamaño de un grano de arena, sometiendo el líquido a una presión de hasta 25.000 veces la presión atmosférica estándar. Al ser transparentes, los diamantes permitieron al equipo observar el proceso a través de un microscopio.

«Tratábamos de medir en qué forma la adición de sal cambiaría la cantidad de hielo que podríamos obtener -prosigue Journaux-, ya que la sal actúa como anticongelante. Pero sorprendentemente, cuando aumentamos la presión lo que vimos fue que estos inesperados cristales comenzaron a crecer. Fue un descubrimiento fortuito».

Según los investigadores, las condiciones de bajas temperaturas y muy altas presiones creadas en el laboratorio serían comunes en las lunas de Júpiter, donde se cree que que los océanos subterráneos, de varios cientos de km de profundidad, están cubiertos por capas de hielo de entre 5 y 10 km de grosor. En el fondo, podría haber otras nuevas formas de hielo, incluso más densas que las recién descubiertas. «La presión dice Journaux -sólo acerca las moléculas, por lo que su interacción cambia. Ese es el motor principal para la diversidad en las estructuras cristalinas que encontramos».

Según el estudio, una vez que se formaron los hidratos recién descubiertos, una de las dos estructuras permaneció estable incluso después de que se liberó la presión. En palabras del investigador, «determinamos que puede permanecer estable a presión estándar hasta aproximadamente menos 50 C. Lo cual significa que, si dispone de un lago muy salado, por ejemplo en la Antártida, que podría estar expuesto a estas temperaturas, este hidrato recién descubierto podría estar presente también aquí».

Ahora, los investigadores esperan fabricar o recolectar una muestra mayor, que les permita un análisis más completo y verificar así si las firmas de las lunas heladas coinciden o no con las firmas de los hidratos recién descubiertos. Y en los próximos años habrá más de una ocasión para hacerlo.

En poco tiempo, en efecto, dos nuevas misiones explorarán las lunas heladas de Júpiter: la Jupiter Icy Moons Explorer, de la Agencia Espacial Europea, que se lanzará en abril; y la misión Europa Clipper, de la NASA, que se lanzará en octubre de 2024. Después, será el turno de la misión Dragonfly, tambien de la NASA, que se lanzará a la luna Titán de Saturno en 2026 con el objetivo de buscar firmas de vida.

«Estos son los únicos cuerpos planetarios, además de la Tierra, donde el agua líquida es estable en escalas de tiempo geológicas, lo cual es crucial para el surgimiento y desarrollo de la vida -concluye Journaux-. Son, en mi opinión, el mejor lugar de nuestro Sistema Solar para descubrir vida extraterrestre, por lo que debemos estudiar sus exóticos océanos e interiores para comprender mejor cómo se formaron, evolucionaron y pueden retener agua líquida tan lejos del Sol, en las regiones más gélidas del Sistema Solar».