El océano de Europa de Júpiter es similar a las condiciones de la Tierra primitiva durante sus primeros mil millones de años
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| Crédito: dailygalaxy.com |
El lecho oceánico en Europa parece ofrecer condiciones muy similares a las que existían en la Tierra primitiva durante sus primeros mil millones de años. Por lo tanto, estudiar Europa de hoy es en cierta medida como mirar atrás a nuestro propio planeta en el pasado. Además del interés intrínseco de la habitabilidad de Europa y la existencia de actividad biológica allí, el estudio es también una puerta de entrada para entender el origen y la evolución de la vida en el Universo.
La luna helada de Júpiter Europa es un objetivo principal de investigación de la astrobiología a la luz de la posibilidad de que ofrezca un entorno habitable en el Sistema Solar. Bajo su corteza de hielo, que se estima tiene 10 km de espesor, hay un océano de agua líquida de más de 100 km de profundidad. Una gran fuente de energía derivada de la interacción gravitacional con Júpiter mantiene el agua caliente.
La investigación teórica para evaluar la habitabilidad microbiana de Europa utilizando datos recogidos de entornos análogos en la Tierra ha sido realizada por un grupo de investigadores brasileños vinculados a la Universidad de São Paulo (USP) que firmaron conjuntamente un artículo publicado en Scientific Reports.
"Estudiamos los posibles efectos de una fuente de energía biológicamente utilizable en Europa basada en información obtenida de un entorno análogo en la Tierra", dijo Douglas Galante, investigador del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) de Brasil y del Centro de Investigación Astrobiológica (NAP-Astrobio) del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP).
Galante coordina el estudio, apoyado por la Fundación de Investigación de São Paulo -FAPESP- a través de una beca de Maestría del químico Thiago Pereira, coautor del artículo que tiene en Galante su supervisor, y de un Proyecto Temático que busca investigar lugares en Brasil y África con posibles vestigios de transformaciones geoquímicas e isotópicas relacionadas con el surgimiento de la vida multicelular en la Era Neoproterozoica.
En la mina de oro Mponeng cerca de Johannesburgo, Sudáfrica, a una profundidad de 2,8 km, el proyecto de investigación no solo encontró rastros de grandes cambios vinculados a la historia de la vida en la Tierra, sino también un contexto terrestre análogo a Europa. Recientemente se descubrió que la bacteria Candidatus Desulforudis audaxviator sobrevive en el interior de la mina sin luz solar por medio de la radiolisis del agua, la disociación de las moléculas de agua por radiación ionizante.
"Esta mina subterránea muy profunda tiene agua que se filtra a través de grietas que contienen uranio radiactivo", dijo Galante. "El uranio descompone las moléculas de agua para producir radicales libres [H +, OH- y otros]. Los radicales libres atacan las rocas circundantes, especialmente la pirita [disulfuro de hierro, FeS2], produciendo sulfato. Las bacterias usan el sulfato para sintetizar ATP [trifosfato de adenosina], el nucleótido responsable del almacenamiento de energía en las células. Esta es la primera vez que se ha encontrado que un ecosistema sobrevive directamente sobre la base de la energía nuclear".
Según Galante y sus colegas, el ambiente colonizado por las bacterias en la mina Mponeng es un excelente análogo del ambiente que se supone que existe en el fondo del océano de Europa.
Aunque la temperatura en la superficie de Europa está próxima al cero absoluto, hay una enorme cantidad de energía térmica en su núcleo, como efecto de la interacción de Europa con la poderosa atracción gravitacional de Júpiter, lo que hace que la órbita del satélite sea extremadamente elíptica, lo que significa que Europa se encuentra ni demasiado cerca ni demasiado lejos del Gigante de Gas. Eso hace que la luna helada sufra deformación geométrica mientras se mueve a merced de la inmensa fuerza de marea de Júpiter. La energía liberada por los estados alternos de elongación y relajación hace que el subsuelo de Europa sea capaz de albergar un océano de agua líquida.
"Sin embargo, no es suficiente que haya agua líquida calentada", dijo Galante. Según el investigador, la base de toda la actividad biológica conocida en la Tierra son los gradientes químicos, es decir, las diferencias en las concentraciones de moléculas, iones o electrones en distintas regiones que producen un flujo en una determinada dirección, lo que permite la respiración celular, la fotosíntesis, la producción de ATP y otros procesos comunes a los seres vivos.
"Las emanaciones hidrotermales -de hidrógeno molecular [H2], sulfuro de hidrógeno [H2S], ácido sulfúrico [H2SO4], metano [CH4] y así sucesivamente- son importantes fuentes de desequilibrio químico y factores potenciales de 'transducción biológica', es decir, la transformación del desequilibrio en energía biológicamente útil", dijo Galante. "Estas fuentes hidrotermales son el escenario más plausible para el origen de la vida en la Tierra".
El grupo evaluó cómo el desequilibrio químico en Europa podría iniciarse a través de la emanación de agua que conduce a reacciones en cadena entre el agua y los elementos químicos encontrados en la corteza de Europa. Sin embargo, la falta total de datos empíricos impide a los científicos suponer inequívocamente cualquiera de estos eventos. Europa Mission "puede tener lugar tan tarde como en 2030", declaró la NASA, la agencia espacial estadounidense. "Es por eso que buscamos un efecto físico más universal que fuera altamente probable que ocurriera. Ese efecto fue precisamente la acción de la radioactividad", dijo Galante.
Los cuerpos celestes en el Sistema Solar con núcleos rocosos comparten los mismos materiales radioactivos, expulsados en el espacio por la explosión de la supernova que originó el Sol y los planetas. El uranio, el torio y el potasio son los elementos radiactivos considerados por la investigación, que calculó las concentraciones de estos materiales en Europa, en función de las cantidades ya observadas y medidas en la Tierra, en meteoritos y en Marte.
"De estas cantidades, pudimos estimar la energía liberada, cómo esta energía interactúa con el agua circundante, y la eficiencia de la radiolisis del agua resultante de esta interacción en la generación de radicales libres", dijo Galante.
Según el estudio, junto con los radionucleidos, la pirita es un ingrediente crucial cuya presencia es indispensable para la vida en Europa. "Una de las propuestas derivadas de nuestro estudio es que las huellas de pirita deben buscarse como parte de cualquier evaluación de la habitabilidad de un cuerpo celeste", afirmó Galante. Las posibilidades de encontrar pirita en una misión hipotética a Europa son buenas, ya que el azufre (S) y el hierro (Fe) son elementos que se encuentran en abundancia en todo el Sistema Solar.
Modificado por orbitaceromendoza
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