La NASA y la ESA tienen en marcha proyectos paralelos para enviar misiones a uno de los mundos de agua más prometedores, Europa, con un inmenso océano subterráneo y posible actividad volcánica interna que crearía condiciones para la vida microbiana. Por un lado, EEUU prepara la sonda Europa Clipper, mientras nuestro continente desarrolla la JUICE o Jupiter Icy Moon Explorer. El destino es el mismo: saber qué hay debajo de la prístina y brillante superficie de la luna de Júpiter.

IMÁGENES: NASA / NASA-JPL / Wikimedia Commons

De la lista de mundos cercanos más allá de esta casual burbuja azul que llamamos hogar planetario, hay un puñado cercano que superan con mucho las ambiciones más intensas de los adoradores del agua, como base de la vida y para fabricar combustible líquido. Se les puede llamar sin problema “mundos de agua”, porque realmente son eso: agua, en muchos estados, pero principalmente en dos, líquido (en forma de océanos subterráneos con tanto H2O como toda la Tierra, incluso más) y sólido (como hielo ultra endurecido por las bajísimas temperaturas, de casi -200º C). Hay tres que son auténticas bicocas para los astrónomos y geofísicos: Ceres, un planetoide en el Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter; Europa, una de las lunas más grandes de Júpiter; y Encelado, que parece una versión más pequeña de la anterior, y que es una de las lunas de Saturno. Las tres tienen una estructura parecida: núcleo sólido, un manto de roca que lo rodea, un océano aprisionado (en supuesto estado líquido) y una corteza de hielo de km de espesor.

Europa es una vieja conocida, ya que fue descubierta nada menos que por Galileo Galilei en 1610, que confirmó sus teorías sobre el Sistema Solar (derrumbando siglos de falsas concepciones sujetadas con corsé por la Iglesia católica). Es además uno de los satélites más grandes de nuestro vecindario, el sexto, apenas un poco más pequeño que la Luna con 3.100 km de diámetro (Encelado tiene apenas 500 km). Y no hubiera sido más que otro punto brillante del firmamento (refleja mucha luz solar por su cubierta helada) si no fuera porque la visita de las sondas Pioneer, Voyager y Galileo no hubieran detectado características tan particulares, incluyendo la expulsión de vapor de agua al espacio (aunque no tanto como los geiseres de Encelado). Las imágenes además eran extrañas: la superficie de hielo tenía cicatrices evidentes, pero no había impactos de meteoritos, tampoco tenía montañas ni accidentes geográficos reseñables. Es decir, que era una corteza prístina y joven (no más de 200 millones de años) que se habría formado en menos tiempo del que llevan los principales reinos animales sobre la Tierra.

Las consecuencias de que se forme una corteza nueva en tan poco tiempo (astronómico) son enormes: es un mundo activo, que por alguna razón albergaba suficiente agua como para conformar una corteza de hielo de varios km de espesor capaz de reflejar casi el 65% de la luz solar (similar a los polos terrestres). Otro dato curioso: la superficie, como la corteza de la Tierra, se organiza por placas y secciones surgidas de lo que parecen grietas profundas o simas en el hielo que se rellenaron con agua o incluso emisiones de lava del interior, de tal manera que, literalmente, la superficie “flota” en un ligero movimiento. ¿A qué les recuerda esta descripción? Se llama tectónica de placas, la razón de que el suelo bajo nuestros pies no se esté quieto. Pero todo cambió para este mundo cuando la sonda Galileo lo analizó: descubrió algo fundamental, y es que la medición de su campo magnético revelaba que su núcleo era rocoso (y se movía) y que emitía electricidad, que necesita de materiales conductores para llegar a la superficie. Como el agua, por ejemplo. Un corte de sección de Europa revelaría entonces tres capas fundamentales: núcleo y manto rocosos, una enorme cantidad de agua rodeándolos, y una superficie congelada por la distancia respecto del Sol.

A los datos de Galileo se sumaron las de la sonda Cassini, que confirmó que ese océano global y aprisionado estaría disuelto en enormes cantidades de sales minerales, y que su profundidad es casi inimaginable para nosotros: rondaría casi los 150 km frente al máximo de casi 11 km en la Fosa de las Marianas, donde nuestros cuerpos se reducirían al tamaño de una fina plancha en segundos. Sólo imaginen la presión de cualquier materia en esas profundidades, incluyendo el agua, tan comprimida que alteraría incluso su estado líquido. Y a la pareja de sondas Galileo-Cassini se unió el Hubble, que convenientemente centrado en Europa descubrió “plumas” o “penachos” de vapor de agua expulsados por criovolcanes (parecidos a geiseres pero con forma cónica porque acumulan sedimentos y forman montañas). Para terminar de complicar el modelo, el Hubble detectó también la presencia de una frágil atmósfera repleta de oxígeno que envolvería a la propia bola helada, resultado muy probablemente de la liberación de vapor de agua, cuyas moléculas serían destruidas por la radiación solar.

Imagen detallada de la superficie de Europa (Sonda Galileo – NASA)

Esta acumulación de rarezas físicamente explicables permite trazar paralelismos con la Tierra. Sobre todo si tenemos en cuenta las fumarolas volcánicas en los suelos oceánicos terrestres, donde se libera lava y gases a altas temperaturas, donde se presupone que se pudo originar la vida bacteriana que luego evolucionaría. Estas fumarolas o espitas de presión de la convección del interior del planeta son fuentes de calor constante, sulfuros, nitratos, sales y otros compuestos que son aprovechados por microorganismos que a su vez atraen a formas más complejas de vida, estableciendo una cadena alimenticia propia al margen del resto del planeta. Algo parecido podría suceder en Europa: núcleo activo, más la presión gravitatoria de Júpiter, que producen una convección en el manto; éste liberaría gases y vomitaría lava a alta presión hacia ese océano subglacial, con tal fuerza que lo calentaría para permitir su estado líquido, empujando las masas de agua hacia la superficie; ésta, presionada desde abajo, se rompería por largas grietas que el agua rellenaría para dejar escapar el calor en forma de vapor de agua. Como una olla a presión.

Un mundo tan intrigante no puede quedar al margen de la exploración espacial. Por eso EEUU y Europa se han puesto en marcha para enviar a la luna galileana ingenios que permitan esclarecer lo que parece una larga cadena de condicionales. Todos los datos que se tienen sobre Europa son superficiales, obtenidos con tecnología a distancia. Las incógnitas terminarían de golpe si los investigadores lograran perforar ese hielo, físicamente, y liberar alguna sonda submarina. Pero eso, por ahora, apenas es un plan que está completamente fuera de ejecución en los próximos años. Como mucho podemos seguir adelante con la línea de sondas mecánicas automáticas que sean capaces de tomar muestras atmosféricas en una sucesión de sobrevuelos aprovechando la gravedad jupiteriana, de analizar con espectrógrafos e instrumental laser la superficie, y de usar las matemáticas para hacer cálculos sobre comportamiento de cuerpos físicos y determinar qué puede haber ahí abajo.

Comparativa de cantidad de agua en la Tierra y Europa (NASA)

Porque lo que es obvio es que algo se mueve bajo la superficie de Europa: el comportamiento gravitacional de Europa es muy parecido al de Ceres y Encelado, está condicionado por su composición interna. No tienen un movimiento “normal”, o cuando menos previsible si fueran cuerpos sólidos de roca donde el hielo sólo sería una capa superficial que envolviera km de material. Presentan desviaciones parecidas, pero diferentes porque cada uno tiene diferentes cantidades de agua o su localización varía: en Encelado ese “océano” en realidad sería una bolsa atrapada en el hemisferio sur, aunque ya se realizan seguimientos para determinar si también habría agua en el hemisferio norte. El caso de Ceres sería intermedio entre los océanos masivos de Europa y limitados de Encelado: aquí habría más de una capa de hielo, muy fina y endurecida en la superficie, seguido de un grueso manto de hielo más suave de decenas de km de grosor que atraparía a más profundidad un océano global aprisionado entre este manto y el lecho de roca del planeta.

Sea como fuere, es muy posible que las respuestas al origen de la vida pasen por estos mundos, cuyas cortezas de hielo son muy jóvenes y no siempre hayan sido tumbas de hielo. Cabe la posibilidad de que hayan cumplido algún papel en la existencia de la vida precisamente aquí, más teniendo en cuenta la importancia de Júpiter en la formación del Sistema Solar: el primer planeta, que literalmente recolocó la posición de los siguientes mundos y actuó literalmente como una aspiradora de detritus, limpiando las órbitas del resto de planetas. Jugarían un papel clave en la deriva y combinación que llevó a la Tierra a estar poblada de vida desarrollada. Pero quizás no el único sitio. Las opciones de que bajo ese hielo haya mucho más de lo que podamos imaginar son altas: de encontrar rastros de vida (entiéndase que microbiana o multicelular) nos obligaría a cambiar para siempre la concepción de lo biológico, de la vida misma, incluso de nuestro lugar en el Universo.

Geiseres en al superficie de Encelado

Encelado, la otra luna de agua

Encelado es una de las lunas del sistema de Saturno. Al igual que Europa (aunque de menor tamaño) está recubierta de hielo sólido mayoritariamente formado por agua, aunque mezclada con otros compuestos. Es muy probable que tenga una geología activa y su temperatura es más alta que Europa. Una prueba de que es un mundo activo la confirmó la sonda Cassini, que en 2005 estuvo justo donde debía (a contraluz respecto al Sol) para captar los chorros de vapor de agua y hielo pulverizado, lanzado por inmensos geiseres naturales que proyectan al espacio en forma de vapor cristalizado lo que existe bajo la corteza de hielo de esta luna saturnal: agua. En cantidades inmensas. La NASA confirmó en 2014 que había bolsas de agua líquida bajo la superficie por variaciones gravitacionales que sólo se explicarían por la presencia de un océano en esa zona de la luna, aunque con reticencias porque hay teorías alternativas.

Encelado es más pequeño que Europa, pero sigue el mismo proceso estructural: núcleo sólido sometido a gran presión gravitatoria (por Saturno), rodeado de un manto con posible actividad térmica que calienta un océano de agua superior de 10 km de profundidad media, encerrado a su vez por una corteza de hielo endurecido de unos 40 km a -198º C por la alta refracción de luz solar. El calor empujaría el agua y el hielo blanco por las fisuras en el hielo duro de superficie, formando esos criovolcanes o geiseres. Encelado tendría (siempre en condicional) las mismas condiciones de vida en las simas oceánicas terrestres (que en lugar de hielo como cobertura tiene una atmósfera y campo magnético fuerte), donde se ha desarrollado un nicho biológico extremo pero rico en vida. Ese océano subglacial contendría carbono, hidrógeno, nitrógeno y… si tiene agua, también oxígeno.

 

Misión Clipper, rumbo a Europa

Confirmada en 2015 y con fecha de lanzamiento en 2024 (si no hay retrasos), la sonda Europa Clipper se lanzará sobre la luna que le da nombre para imitar el trabajo de sobrevuelos orbitales de otras sondas en el pasado: aprovechar la fuerza gravitacional de Júpiter para orbitar al gigante y hacer coincidir sus pasos orbitales con el paso de Europa y así realizar varios sobrevuelos cercanos para captar imágenes y estudiar con instrumental especializado la composición de la luna. Clipper, resultado conjunto del trabajo del Jet Propulsion Laboratory (JPL), Applied Physics Laboratory (APL), Southwest Research Institute y tres universidades (Texas, Arizona State y Colorado-Boulder), continuaría el trabajo iniciado años atrás por la sonda Galileo, que ya descubrió un posible océano bajo la superficie de hielo. No estaría sola, ya que la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) tendría lista para entre 2022 y 2023 el lanzamiento del Jupiter Icy Moon Explorer.

Clipper cargará nueve instrumentos específicos para explorar Europa en una cadena de sobrevuelos con los que lograr “una cobertura regional-global”. Pero sólo es una parte, porque la misión real es mucho más ambiciosa: Clipper hará un “mapa” para la que permita conocer su estructura, la superficie, las posibilidades de que haya vida y elaborar una selección de futuros sitios para aterrizar. Estudiará la cubierta de hielo y confirmará si existe el océano subglacial, identificará la composición del agua (dentro o bajo el hielo), y si existe un proceso de convección en el manto sólido sobre el que existiría ese océano. Determinará también la distribución química de los compuestos clave, así como las características y conformación de la geografía superficial. Volará a un altitud muy baja, lo suficiente como para atravesar las plumas de vapor de agua que se elevan desde la corteza y así tomar muestras (analizadas mecánicamente y cuyos resultados enviará a la Tierra).

Las dos opciones del interior de Europa, hielo sólido u océano (NASA)