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Viernes 29 de Noviembre de 2019 a las 06:30

Experimentos de simulación para estudiar la corteza de las lunas heladas

 Imagen procesada de Europa. ©NASA/JPLCaltech/ SETI Institute Imagen procesada de Europa. ©NASA/JPLCaltech/ SETI Institute

La URJC ha colaborado con el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) en una investigación para estudiar los procesos geológicos que pueden estar teniendo lugar en las cortezas heladas de algunas lunas del Sistema Solar, como la joviana Europa.

Redacción

Europa, una de las lunas galileanas de Júpiter, es uno de los objetivos principales de la astrobiología. Se considera que posee un océano global de agua líquida bajo su superficie y una corteza helada, compuesta sobre todo por hielo de agua, geológicamente joven, lo que evidencia que se trata de un cuerpo planetario activo con un entorno subsuperficial potencialmente habitable.

En su superficie se han encontrado una diversidad de estructuras que podrían estar relacionadas con materiales que pueden tener su origen en el océano bajo la superficie y que habrían surgido como resultado de un proceso de criomagmatismo. En la Tierra, los magmas están compuestos principalmente por silicatos, mientras que en las lunas heladas es el agua líquida el que hace el papel de magma en estos entornos a tan baja temperatura. Desde un punto de vista físico, el magmatismo es un proceso resultado de la liberación de energía de un cuerpo planetario. En el caso de Europa, este proceso tiene lugar a bajas temperaturas, de ahí que se denomine criomagmatismo.

Un equipo científico, liderado por el Centro de Astrobiología (CAB) y que ha contado con la colaboración de la URJC, ha simulado en laboratorio los procesos criomagmáticos que pueden tener lugar en las cortezas de las lunas heladas. “Hemos estudiado las implicaciones derivadas de estos experimentos en la formación de una serie de estructuras criomagmaticas que se observan en la superficie de Europa. Ver la composición del criomagma y su evolución puede explicar que tengamos estructuras con diferente morfologías como son domos, colapsos, zonas de micro-caos y la posible presencia de vulcanismo explosivo en forma de geisers alimentado por los volátiles de estos criomagmas”, explica Iván López Ruiz-Labranderas, investigador del área de Geología de la URJC y coautor del estudio publicado en la revista científica Journal of Geophysical Research: Planets.

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Detalle de estructuras circulares (lenticulae) de posible origen criomagmático en la superficie de Europa
©NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Tecnología puntera para estudiar profundidades planetarias

La simulación en cámaras es una herramienta de estudio de gran importancia en Ciencias Planetarias debido a que el ambiente profundo donde se producen estos procesos no es accesible a la observación directa. En concreto, el equipo ha podido simular la formación y desestabilización mediante pulsos térmicos de cámaras criomagmáticas situadas hasta una profundidad de 3 km desde la superficie.

Los investigadores han estudiado la coexistencia de diferentes fases minerales, como clatratos, sales hidratadas y hielo de agua, y también los efectos que su desestabilización puede tener en la superficie. La separación de fases y los cambios de volumen generan inestabilidades en la corteza que pueden reflejarse en la formación de domos o colapsos, según la composición química inicial.  “Nuestros instrumentos nos han permitido cuantificar los gradientes de presión y temperatura, además de estudiar en detalle las diversas texturas minerales que se forman en las condiciones de la corteza de Europa”, explica Victoria Muñoz-Iglesias, investigadora del CAB y autora principal del estudio. “Hay muy pocos laboratorios en el mundo que cuenten con el equipamiento necesario para realizar un estudio tan detallado de este tipo de simulación experimental”, añade. La tecnología disponible en el Laboratorio de Simulación de Ambientes Planetarios del CAB ha permitido realizar un análisis exhaustivo de las muestras, tanto texturalmente como por espectroscopía Raman. Además, se ha monitorizado la presión y la temperatura mediante sensores emplazados en contacto directo con la muestra.

Estos experimentos tienen un gran valor para la comunidad científica. Por un lado, por su carácter novedoso y, por otro, por contribuir a mejorar la comprensión de la petrología de la corteza de las lunas heladas.

Fuente: Unidad de Cultura Científica, Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA)