El CO2 de la superficie de la luna Europa se originó en su océano interior

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La luna Europa de Júpiter es un objetivo esencial en la búsqueda de vida en otros lugares del sistema solar porque se cree que, bajo una corteza helada de hielo sólido, se extiende un océano subsuperficial de agua líquida salada. La habitabilidad potencial de ese entorno escondido depende de su composición química, incluida la abundancia de elementos biológicamente esenciales como el carbono.

Investigaciones anteriores han detectado la presencia de hielo sólido de CO₂ en la superficie de Europa, pero hasta la fecha no había sido posible determinar si ese dióxido de carbono se originó en el océano subterráneo, si llegó a la luna por el impacto de meteoritos o si se produjo en la superficie a través de interacciones con la magnetosfera del gigantesco Júpiter. La primera opción parece ser la correcta, según dos estudios que se publican esta semana en la revista Science.

Ambos trabajos utilizan las observaciones espectroscópicas en el infrarrojo cercano que ha registrado el telescopio espacial James Webb (JWST) sobre el hielo de esta luna, y ambos indican que su CO₂ procede del océano subsuperficial que está más abajo.

En uno de los artículos, la investigadora Samantha Trumbo de la Universidad Cornell y Michael Brown de Caltech (ambos en EEUU) usaron la información del Webb para cartografiar la distribución del dióxido de carbono en Europa y descubrieron que es más abundante en Tara Regio, una región de unos 1.800 kilómetros cuadrados dominada por un "terreno caótico", materiales geológicamente alterados que han vuelto a la superficie recientemente.

“Esto indica que el CO₂ identificado en esta región –uno de los terrenos más jóvenes de la superficie de Europa– procede de una fuente interna de carbono, y proponemos que se formó en el océano interno”, señalan los autores. Después, habría salido a la zona exterior en una escala de tiempo geológicamente reciente.

Sin embargo, no descartan otra opción: “una formación en la superficie a través de la conversión radiolítica de compuestos orgánicos o carbonatos derivados del océano”. En cualquiera de los dos casos, el océano subterráneo contendría carbono.

Misma conclusión en otro estudio

Por su parte, otro equipo independiente de científicos, liderado por Gerónimo Villanueva, del centro Goddard de la NASA, utilizaron los mismos datos del Webb para detectar “cuatro características espectrales del hielo de CO₂, con unas formas y distribución por la superficie de Europa que indican que está mezclado con otros compuestos y concentrado en Tara Regio”.

Los autores también midieron la relación de dos isótopos del carbono, en concreto ¹²C/¹³C del hielo del CO₂, y con el valor obtenido (83) y otras observaciones “interpretamos que el carbono procede del interior de Europa”. Sin embargo, no pudieron distinguir si su fuente es abiótica (por procesos geológicos, por ejemplo) o biogénica, es decir, producida por alguna posible forma de vida.

En busca de los penachos

Además, buscaron plumas o penachos de material volátil que atravesaran la corteza helada de la Luna. Aunque en estudios previos se habían encontrado indicios de estas características, los autores no los encontraron durante las observaciones del Webb: “En la búsqueda de penachos no se detectó agua, monóxido de carbono, metanol, etanol ni emisiones fluorescentes de metano”.

Los investigadores argumentan que la actividad de estas emanaciones de material en Europa pudiera ser infrecuente, o bien que a veces no contengan los gases volátiles que incluyeron en sus búsquedas con el telescopio espacial.

Carbono en el océano lunar

En cualquier caso, los resultados de ambos estudios se complementan y refuerzan la conclusión de que el océano subsuperficial de Europa contiene abundante carbono.

“En la Tierra, a la vida le gusta la diversidad química: cuanta más diversidad, mejor. Somos vida basada en el carbono. Entender la química del océano de Europa nos ayudará a determinar si es hostil a la vida tal como la conocemos o si podría ser un buen lugar para ella”, apunta Villanueva.

Por su parte, Trumbo añade: “Ahora creemos que tenemos pruebas observacionales de que el carbono que vemos en su superficie procede del océano. No es algo trivial. El carbono es un elemento biológicamente esencial”.

La NASA tiene previsto lanzar en octubre de 2024 su nave espacial Europa Clipper, que realizará docenas de sobrevuelos cercanos a esta luna de Júpiter para seguir investigando si pudiera tener condiciones adecuadas para la vida.