Traducido por el equipo de SOTT.net

El hielo de la superficie de Europa, la enorme luna de Júpiter, cambia constantemente, lo que apunta a la presencia de un océano subterráneo, según revelan las nuevas observaciones del telescopio James Webb.
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© NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; Image processing: Kevin M. Gill CC BY 3.0Los hielos de la superficie de Europa están cambiando constantemente, según los nuevos espectros de superficie tomados por el telescopio espacial James Webb.
Se podría pensar que los mundos helados están congelados en el tiempo y el espacio porque son, bueno, helados. Sin embargo, los científicos planetarios saben que todos los mundos pueden cambiar, y de hecho lo hacen, sin importar el tiempo que les lleve. Es el caso de Europa, una de las cuatro lunas más grandes de Júpiter. Recientes observaciones realizadas por el telescopio espacial James Webb (JWST) se han centrado en los hielos de la superficie de Europa y muestran que están cambiando constantemente.

El Dr. Ujjwal Raut, del Southwest Research Institute (SWRI), informó sobre los cambios reflejados en los estudios del JWST. La superficie de Europa no sólo presenta hielo amorfo, sino que hay indicios de hielo cristalino diseminado por ella. Eso indica la presencia de una fuente de agua activa, como el océano subsuperficial. También apunta hacia procesos geológicos que afectan a la superficie.

Los cambios observados en Europa son de muy corta duración, quizá de dos semanas en algunos lugares.
"Nuestros datos muestran fuertes indicios de que lo que estamos viendo debe proceder del interior, tal vez de un océano subsuperficial a casi 30 kilómetros (20 millas) por debajo de la gruesa capa helada de Europa. Esta región de materiales fracturados en la superficie podría indicar la existencia de procesos geológicos que empujan los materiales del subsuelo hacia arriba desde abajo. Cuando vemos indicios de CO2 en la superficie, pensamos que debe proceder de un océano subterráneo. Las pruebas de la existencia de un océano líquido bajo la capa helada de Europa son cada vez más numerosas, por lo que resulta muy emocionante a medida que seguimos aprendiendo más".
Qué le ocurre a Europa

Como luna galileana, Europa orbita cerca del planeta y dentro de su intenso campo magnético. Así, su superficie es bombardeada por la radiación. Está bloqueada marealmente, lo que significa que muestra la misma cara a Júpiter a medida que orbita. Europa tiene un interior rocoso y metálico, cubierto por un océano y rematado por un caparazón helado bastante joven en términos geológicos. No parece tener más de 180 millones de años. Esto nos indica que ha resurgido de su interior. Los estudios espectrales de la superficie realizados por el JWST muestran que el hielo cristaliza de distintas formas en varios lugares. Generalmente, el hielo de agua se congela en cristales hexagonales. Eso es lo que vemos en la Tierra cuando nieva o cuando se congela la lluvia. Sin embargo, la superficie terrestre está muy protegida de influencias externas como la radiación y el hielo permanece en forma cristalina mucho más tiempo.

En Europa, las partículas cargadas atrapadas en el campo magnético de Júpiter bombardean la superficie. Esto altera la estructura cristalina del hielo y lo convierte en hielo amorfo. Si eso es todo lo que le ha ocurrido a la superficie de Europa, cabría esperar ver hielo amorfo por todas partes. En cambio, los estudios espectrales del JWST mostraron indicios de hielo cristalino. También hay otras «unidades» en la superficie, como crestas y grietas. La radiación no las explica, pero otros procesos pueden crearlas. En combinación con los nuevos datos recogidos por el JWST, Raut afirmó que cada vez se ven más indicios de la existencia de un océano líquido bajo la superficie helada.

Europa resurge

Los científicos pensaban que la superficie de Europa estaba cubierta por una capa muy fina (quizá de medio metro de espesor) de hielo amorfo que protegía el hielo cristalino que había debajo. La nueva evidencia de hielo cristalino en la superficie también aparece en otras zonas, especialmente en un área conocida como Tara Regio. Según el coautor Richard Cartwright, del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, la superficie puede ser diferente de lo esperado en algunos lugares.
"Creemos que la superficie es bastante porosa y lo suficientemente cálida en algunas zonas como para permitir que el hielo recristalice rápidamente. Además, en esta misma región, generalmente denominada región del caos, vemos muchas otras cosas inusuales, entre ellas la mejor prueba de cloruro de sodio, como la sal de mesa, probablemente procedente de su océano interior. También observamos algunas de las pruebas más sólidas de CO2 y peróxido de hidrógeno en Europa. La química en este lugar es realmente extraña y emocionante".
El CO2 hallado en esta zona incluye el tipo más común de carbono, con una masa atómica de 12 y que contiene seis protones y seis neutrones, así como el isótopo más raro y pesado que tiene una masa atómica de 13 con seis protones y siete neutrones. Esto plantea interrogantes sobre el origen del CO2. "Es difícil de explicar, pero todos los caminos conducen a un origen interno, lo que concuerda con otras hipótesis sobre el origen del 12CO2 detectado en Tara Regio", declaró Cartwright.

Fuentes de agua y afloramiento

¿Cómo sale el agua a la superficie? Hay dos fuentes principales de calor en juego: el calentamiento por las mareas y la desintegración radiactiva en el núcleo. Ambos procesos calientan el océano subterráneo y empujan el agua hacia la superficie. ¿Cuál es la causa del terreno caótico que se observa en Europa en lugares como Tara Regio? Hay varias formas posibles. Una de ellas es la formación de regiones caóticas, es decir, lugares que parecen agrietados y desordenados. Podrían ser el resultado de material que se abre paso a través de diapiros (piense en ellos como conductos desde abajo que transportan agua caliente y aguanieve hasta la superficie). Una vez que el agua llega a la superficie, se congela rápidamente formando el hielo cristalino detectado por el JWST. El agua también arrastra CO2 disuelto y otros materiales.
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© David Hinkle (JPL) in Roberts, J.H., McKinnon, W.B., Elder, C.M. et al./Exploring the Interior of Europa with the Europa Clipper/CC BY 4.0Mapa geológico de Europa que muestra su estructura interior y los procesos que contribuyen a modificar la superficie.
Otro método de suministro de agua a la superficie son los penachos. Estos géiseres bañan la superficie con granos de hielo. Otros mecanismos que podrían estar formando hielo cristalino son la migración desde otras partes de la superficie y la exposición a impactos. Se sabe que los impactos "cultivan" hielo fresco en poco tiempo. Una colisión de este tipo bien podría explicar el hielo observado en Tara.

Este resurgimiento con hielo cristalino es relativamente efímero. Esto se debe a que el bombardeo constante de partículas cargadas actúa inmediatamente para crear hielo amorfo. Los autores del artículo afirman que el proceso impulsado por partículas cargadas que cambia el hielo puede funcionar en tan sólo 15 días en el hemisferio anterior de Europa. En otros lugares, podría funcionar más rápido. Así pues, dado que Europa está refrescando constantemente su superficie y que las partículas cargadas descomponen rápidamente ese hielo, Europa es un lugar ajetreado y en constante cambio. La próxima misión Europa Clipper debería ser capaz de estudiar estas regiones con más detalle durante sus muchas pasadas cercanas a esta pequeña luna.