Investigación revela océanos ocultos en lunas heladas que podrían hervir

Las lunas heladas que orbitan los planetas exteriores del sistema solar pueden ser mucho más dinámicas y explosivas de lo que aparentan. Una nueva investigación sugiere que, cuando el calor generado por las fuerzas de marea derrite sus capas de hielo desde abajo, la repentina caída de presión podría provocar que los océanos ocultos hiervan bajo la superficie. En lunas más pequeñas como Encélado, Mimas y Miranda, este proceso podría ayudar a explicar características extrañas como las "rayas tigre" de Encélado y los altos acantilados de Miranda.

Un estudio publicado en Nature Astronomy exploró lo que podría estar sucediendo muy por debajo de sus superficies congeladas y ofrece nuevas explicaciones para los paisajes inusuales observados en varias de estas lunas. Según Max Rudolph, profesor asociado de ciencias de la Tierra y planetarias en la Universidad de California, Davis y autor principal del artículo, "No todas estas lunas son conocidas por tener océanos, pero sabemos que algunas sí los tienen. Nos interesa los procesos que moldean su evolución a lo largo de millones de años y esto nos permite pensar en cómo sería la expresión superficial de un mundo oceánico".

Cómo el Calentamiento por Marea Moldea Mundos Helados

En la Tierra, características como montañas y terremotos son impulsadas por el calor y el movimiento de rocas en las profundidades. En las lunas heladas, el agua y el hielo desempeñan un papel similar. Estas lunas son calentadas por fuerzas de marea generadas por los enormes planetas que orbitan. Las interacciones gravitacionales entre lunas vecinas pueden hacer que los niveles de calentamiento aumenten y disminuyan con el tiempo. Cuando el calentamiento se intensifica, la capa de hielo puede derretirse y volverse más delgada. Cuando el calentamiento disminuye, la capa se espesa nuevamente a medida que el agua se vuelve a congelar.

En trabajos anteriores, Rudolph y sus colegas estudiaron lo que ocurre cuando la capa de hielo se vuelve más gruesa. Dado que el hielo ocupa más espacio que el agua líquida, la congelación aumenta la presión sobre la capa circundante. Esa presión puede ayudar a crear características de superficie dramáticas, como las largas fracturas conocidas como "rayas tigre" en Encélado.

Cuando los Océanos Ocultos Comienzan a Hervir

El nuevo estudio examina el escenario opuesto. ¿Qué ocurre cuando la capa de hielo se derrite desde abajo y se vuelve más delgada? Según los investigadores, ese proceso podría hacer que el océano subyacente hierva. A medida que el hielo se convierte en agua líquida menos densa, la presión dentro de la luna disminuye. El equipo calculó que en lunas heladas más pequeñas, incluyendo Mimas y Encélado, así como Miranda orbitando Urano, la caída de presión podría ser lo suficientemente significativa como para alcanzar el punto triple, la condición en la que el hielo, el agua líquida y el vapor de agua pueden existir juntos.

Imágenes de Miranda tomadas por la sonda Voyager 2 revelan enormes crestas y acantilados empinados conocidos como coronae. Los investigadores sugieren que el hervir del océano bajo la superficie podría explicar cómo se formaron estas características impresionantes.

Por qué el Tamaño de la Luna Importa

Mimas tiene menos de 400 kilómetros de ancho y está fuertemente craterizada, incluyendo un enorme cráter de impacto que le da el apodo de "Estrella de la Muerte". Aunque parece geológicamente inactiva, Rudolph señaló que un sutil tambaleo en su movimiento sugiere un océano oculto debajo. Dado que no se espera que la capa de hielo de Mimas se fracture a medida que se vuelve más delgada, es posible que la luna tenga un océano mientras aún parece inactiva en la superficie.

El tamaño juega un papel crítico en cómo se desarrollan estos procesos. En lunas heladas más grandes como Titania, otra luna de Urano, la caída de presión causada por el derretimiento probablemente agrietaría la capa de hielo antes de alcanzar el punto triple para el agua, descubrió el equipo. Las características de la superficie de Titania pueden, por lo tanto, reflejar un ciclo en el que la capa de hielo primero se adelgazó y luego se volvió a espesar.

Así como el estudio de la geología de la Tierra ayuda a los científicos a comprender cómo evolucionó nuestro planeta a lo largo de miles de millones de años, examinar la actividad interna de las lunas heladas ofrece pistas sobre por qué sus superficies lucen como lo hacen hoy, concluyó Rudolph. Los coautores del artículo son Michael Manga de UC Berkeley, Alyssa Rhoden del Southwest Research Institute de Boulder y Matthew Walker del Planetary Science Institute de Tucson. El trabajo fue apoyado en parte por NASA.

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