Corrientes océanicas en la luna Europa pueden rotar su capa helada

Nuevos modelos informáticos sugieren que el agua dentro de la luna joviana Europa puede estar empujando la capa de hielo por encima, posiblemente influyendo en la rotación de esta corteza con el tiempo.

Los científicos han sabido que la capa de Europa probablemente flota libremente, girando a un ritmo diferente al del océano debajo y el interior rocoso. El nuevo modelo es el primero en mostrar que las corrientes oceánicas de Europa podrían estar contribuyendo a la rotación de su capa helada.

Un elemento clave del estudio involucró el cálculo de la resistencia: la fuerza horizontal que el océano de la luna ejerce sobre el hielo que se encuentra sobre él. La investigación insinúa cómo el poder del flujo del océano y su arrastre contra la capa de hielo podrían incluso explicar parte de la geología que se ve en la superficie de Europa. Las grietas y las crestas pueden ser el resultado de que la capa de hielo se estire y se derrumbe lentamente con el tiempo a medida que las corrientes oceánicas la empujan y la jalan.

"Antes de esto, se sabía a través de experimentos de laboratorio y modelos que el calentamiento y enfriamiento del océano de Europa pueden impulsar las corrientes", dijo en un comunicado Hamish Hay, investigador de la Universidad de Oxford y autor principal del estudio publicado en JGR: Planets. Hay realizó la investigación mientras era investigador asociado postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Ahora nuestros resultados destacan un acoplamiento entre el océano y la rotación de la capa helada que nunca antes se había considerado".

Incluso podría ser posible, utilizando las medidas recopiladas por la próxima misión Europa Clipper de la NASA, para determinar con precisión lo rápido que gira la capa helada. Cuando los científicos comparen las imágenes recopiladas por Europa Clipper con las capturadas en el pasado por las misiones Galileo y Voyager de la NASA, podrán examinar las ubicaciones de las características de la superficie del hielo y determinar potencialmente si la posición de la capa helada de la luna ha cambiado con el tiempo.

Durante décadas, los científicos planetarios han debatido si la capa helada de Europa podría estar girando más rápido que el interior profundo. Pero en lugar de vincularlo al movimiento del océano, los científicos se centraron en una fuerza exterior: Júpiter. Teorizaron que a medida que la gravedad del gigante gaseoso atrae a Europa, también tira de la capa de la luna y hace que gire un poco más rápido.

"Para mí, fue completamente inesperado que lo que sucede en la circulación del océano podría ser suficiente para afectar la capa de hielo. Fue una gran sorpresa", dijo el coautor y científico del proyecto Europa Clipper, Robert Pappalardo, del JPL. "Y la idea de que las grietas y las crestas que vemos en la superficie de Europa podrían estar vinculadas a la circulación del océano debajo, los geólogos no suelen pensar: 'Tal vez es el océano el que hace eso'".

Europa Clipper, ahora en su fase de operaciones de ensamblaje, prueba y lanzamiento en JPL, se lanzará en 2024. La nave espacial comenzará a orbitar Júpiter en 2030 y utilizará su conjunto de instrumentos sofisticados para recopilar datos científicos mientras vuela por el luna unas 50 veces. La misión tiene como objetivo determinar si Europa, con su profundo océano interno, tiene condiciones que podrían ser aptas para la vida.

Usando técnicas desarrolladas para estudiar el océano de la Tierra, los autores del artículo confiaron en las supercomputadoras de la NASA para hacer modelos a gran escala del océano de Europa. Exploraron las complejidades de cómo circula el agua y cómo el calentamiento y el enfriamiento afectan ese movimiento.

Los científicos creen que el océano interno de Europa se calienta desde abajo, debido a la descomposición radiactiva y al calentamiento de las mareas dentro del núcleo rocoso de la luna. Como agua calentada en una olla sobre una estufa, el agua tibia de Europa sube a la superficie del océano.

En las simulaciones, la circulación inicialmente se movió verticalmente, pero la rotación de la luna en su conjunto hizo que el agua que fluía se desviara en una dirección más horizontal, en corrientes este-oeste y oeste-este. Los investigadores, al incluir el arrastre en sus simulaciones, pudieron determinar que si las corrientes son lo suficientemente rápidas, podría haber un arrastre adecuado en el hielo de arriba para acelerar o ralentizar la velocidad de rotación del caparazón. La cantidad de calentamiento interior, y por lo tanto, los patrones de circulación en el océano, pueden cambiar con el tiempo, lo que puede acelerar o ralentizar la rotación de la capa helada de arriba.

"El trabajo podría ser importante para comprender cómo las velocidades de rotación de otros mundos oceánicos pueden haber cambiado con el tiempo", dijo Hay. "Y ahora que sabemos sobre el acoplamiento potencial de los océanos interiores con las superficies de estos cuerpos, podemos aprender más sobre sus historias geológicas y la de Europa".