MADRID, 21 Feb. (EUROPA PRESS) -
Los científicos sospechan que las rayas rojas que surcan la superficie de la luna Europa de Júpiter son una mezcla congelada de agua y sales, pero su firma química que no se da en la Tierra.
Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Washington (UW) puede haber resuelto el enigma con el descubrimiento de un nuevo tipo de cristal sólido que se forma cuando el agua y la sal de mesa se combinan en condiciones de frío y alta presión. Los investigadores creen que la nueva sustancia creada en un laboratorio de la Tierra podría formarse en la superficie y el fondo de los océanos profundos de estos mundos.
El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, anuncia una nueva combinación de dos de las sustancias más comunes de la Tierra: el agua y el cloruro sódico, o sal de mesa.
"Hoy en día es raro que se produzcan descubrimientos fundamentales en ciencia --asegura el autor principal, Baptiste Journaux, profesor adjunto interino de Ciencias de la Tierra y del Espacio de la UW--. La sal y el agua se conocen muy bien en condiciones terrestres, 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 rehacer toda la ciencia mineralógica fundamental que se hacía en el siglo XIX, pero a alta presión y baja temperatura. Es una época apasionante", subraya.
A bajas temperaturas, el agua y las sales se combinan para formar un rígido entramado helado salado, conocido como hidrato, que se mantiene en su lugar mediante enlaces de hidrógeno. El único hidrato de cloruro sódico conocido hasta ahora era una estructura simple con una molécula de sal por cada dos de agua.
Pero los dos nuevos hidratos, hallados a presiones moderadas y bajas temperaturas, son sorprendentemente diferentes. Uno tiene dos cloruros de sodio por cada 17 moléculas de agua, mientras 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. "Tiene la estructura que los científicos planetarios han estado esperando", apunta Journaux.
El descubrimiento de nuevos tipos de hielo salado tiene importancia no sólo para la ciencia planetaria, sino también para la química física e incluso para la investigación energética, que utiliza los hidratos para el almacenamiento de energía, añade Journaux.
El experimento consistió en comprimir una pequeña cantidad de agua salada entre dos diamantes del tamaño de un grano de arena, comprimiendo el líquido hasta 25.000 veces la presión atmosférica estándar. Los diamantes transparentes permitieron al equipo observar el proceso a través de un microscopio.
"Intentábamos medir cómo la adición de sal modificaría la cantidad de hielo que podíamos obtener, ya que la sal actúa como anticongelante --explica Baptiste--. Sorprendentemente, cuando pusimos la presión, lo que vimos es que estos cristales que no esperábamos empezaron a crecer. Fue un descubrimiento muy serendípico".
Estas condiciones de frío y alta presión creadas en el laboratorio serían habituales en las lunas de Júpiter, donde los científicos creen que entre 5 y 10 kilómetros de hielo cubrirían océanos de hasta varios cientos de kilómetros de espesor, con posibles formas de hielo aún más densas en el fondo.
"La presión hace que las moléculas se acerquen entre sí, por lo que su interacción cambia, y ése es el principal motor de la diversidad de las estructuras cristalinas que hemos encontrado", explica Journaux.
Una vez formados los hidratos recién descubiertos, una de las dos estructuras permaneció estable incluso después de liberar la presión. "Determinamos que permanece estable a presión estándar hasta unos 50 C bajo cero. Así que si se tiene un lago muy salobre, por ejemplo en la Antártida, que podría estar expuesto a estas temperaturas, este hidrato recién descubierto podría estar presente allí", explica Journaux.
El equipo espera fabricar o recoger una muestra mayor para poder realizar un análisis más exhaustivo y verificar si las firmas de las lunas heladas coinciden con las de los hidratos recién descubiertos.
Dos próximas misiones explorarán las lunas heladas de Júpiter: La misión 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. La misión Dragonfly de la NASA se lanzará a Titán, la luna de Saturno, en 2026. Saber qué sustancias químicas encontrarán estas misiones ayudará a orientar mejor su búsqueda de señales de vida.
"Estos son los únicos cuerpos planetarios, aparte de la Tierra, donde el agua líquida es estable a escalas de tiempo geológicas, lo que es crucial para la aparición y el desarrollo de la vida --recuerda Journaux--. Son, en mi opinión, el mejor lugar de nuestro sistema solar para descubrir vida extraterrestre, por lo que necesitamos estudiar sus exóticos océanos e interiores para comprender mejor cómo se formaron, evolucionaron y pueden retener agua líquida en regiones frías del sistema solar, tan alejadas del Sol".