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Hidrotermalismo activo en Encélado
Alberto González Fairén

El análisis de los materiales expulsados por los géiseres de Encélado ha permitido detectar fuentes hidrotermales en el fondo de los océanos de esta luna de Saturno.
os datos de la nave Cassini, que estudia el sistema de Saturno desde 2004, han aportado datos que evidencian que la luna Encélado posee actividad hidrotermal en estos momentos, similar a la que ocurre en el fondo de los océanos de la Tierra. En nuestro planeta, esta actividad hidrotermal submarina se pone en marcha cuando el agua del mar se infiltra bajo del fondo oceánico a través de fracturas y sedimentos porosos, en las proximidades de un punto geotermalmente activo, y emerge de nuevo en forma de solución rica en minerales a elevadas temperaturas.

Se conoce desde hace tiempo la existencia de un océano de unos 10 kilómetros de espesor en el interior de Encélado, asentado sobre el interior rocoso del satélite y aislado del exterior por una corteza helada de 30-40 km, en la que existen géiseres activos (Figura 1). Encélado no es el único satélite helado con géiseres activos: también se han detectado en Europa (Figura 2), aunque los del satélite de Júpiter son mucho más tenues. Las mediciones de gravimetría de Cassini han confirmado que el interior rocoso de Encélado es muy poroso, lo que permite que el agua percole hacia su interior con facilidad.
Imagen de los géiseres de Encélado
Figura 1: Imagen de los géiseres de Encélado. (NASA)
Fotografía de Europa, vapor de agua
Figura 2: Fotografía de Europa (completada utilizando datos de Voyager y Galileo) mostrando la localización del vapor de agua detectado por el telescopio especial Hubble en 2012.
(NASA/ESA/L. Roth)
En marzo de este año, un equipo liderado por Hsiang-Wen Hsu, de la Universidad de Colorado, presentó nuevos datos obtenidos por Cassini, de los que deducían que habían descubierto hidrotermalismo activo extraterrestre por primera vez. La evidencia se basa en el análisis de pequeños granos de roca y hielo identificados por Cassini y que provienen del interior de Encélado. La nave ya había detectado estos granos desde 2004, antes incluso de llegar al sistema de Saturno, y se había determinado que eran ricos en sílice y de un tamaño siempre comprendido entre 2 y 8 nanómetros. Esta composición es muy diferente a la de los granos de hielo comunes en el entorno de Saturno. Sin embargo, la sílice es muy común en la Tierra, donde se presenta en forma de cuarzo.

Ahora, el grupo de Hsu ha podido determinar de forma muy precisa las condiciones ambientales requeridas para la formación de estos granos. El proceso comienza con la disolución de la sílice de la roca del interior de Encélado, para lo cual el agua presente en la roca debe permanecer a elevadas temperaturas (al menos a 90 grados) y debe ser alcalina (pH superior a 8.5), rica en minerales. Cuando la sílice así disuelta entra en contacto con el agua mucho más fría y más pobre en sales del fondo del océano de Encélado, el contraste térmico genera los granos microscópicos de sílice y hielo. Finalmente, los pequeños granos ascienden hasta las capas superiores del océano y son expulsados al exterior a través de los géiseres presentes en la superficie de Encélado (Figura 3).
Esquema del interior de Encélado
Figura 3: Esquema del interior de Encélado. (NASA/JPL) Click para ampliar!
El viaje de ascensión a través del océano de Encélado debe tener una duración no superior a unos pocos años, ya que si los granos permanecieran más tiempo en el agua fría, se harían mucho más grandes. Y esta es la clave que permite asegurar que los procesos hidrotermales en Encélado son contemporáneos.

En un trabajo paralelo liderado por Alexis Bouquet, de la Universidad de Texas, y también publicado en marzo, se sugiere que el material expulsado por los géiseres de Encélado es, además, rico en metano. El metano se formaría en las zonas hidrotermales, y ascendería rápidamente hacia los géiseres. La composición de los materiales expulsados a través de los géiseres ha permitido también inferir las características del océano de Encélado, que contiene carbono orgánico, nitrógeno y sales inorgánicas.

Generalmente, los campos hidrotermales en la Tierra son entornos ácidos y con temperaturas superiores a los 300 grados. Sin embargo, se ha estudiado a fondo un campo hidrotermal en el fondo del Atlántico, conocido como “Ciudad Perdida”, que está formado por chimeneas hidrotermales de hasta 60 metros de alto (Figura 4). Estas chimeneas exhalan fluidos alcalinos a temperaturas de 90 grados, ricos en metano y otros compuestos orgánicos. Por lo tanto, muy similares a los que podrían existir en el interior de Encélado. Y son entornos que han sido propuestos recurrentemente como lugares donde la vida en la Tierra podría haberse formado por primera vez.

A finales de este año, Cassini efectuará tres aproximaciones a Encélado que servirán para avanzar aún más en estas investigaciones. Además, todos estos descubrimientos están acelerando los planes de varias agencias espaciales (NASA, ESA, JAXA) para enviar sondas capaces de estudiar los géiseres de Encélado. Un diseño de misión que se está discutiendo actualmente incluiría una sonda para sobrevolar los géiseres, recoger muestras y traerlas de vuelta a la Tierra. La posibilidad de analizar procesos acuosos quizá relacionados con la química prebiótica, en un satélite de hielo y en tiempo real, no puede ser más excitante.
Imagen del fondo del Océano Atlántico
Figura 4: Imagen del fondo del Océano Atlántico, mostrando torres de caliza en “Lost City”.
(D. Kelley, M. Elend/University of Washington) Click para ampliar!
 
 
Madrid, España, 16 de Marzo de 2015.
 
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