por Elizabeth Howel
publicado n/a Revista de Astrobiología
¿Qué tan ácido es el océano iluminado por la luna de Saturno? Encelado? Esta es una pregunta fundamental para entender si esta agua impregnada de Géiseres podría sustentar vida.
Enceladus es uno de una familia de mundos congelados, incluyendo Europa (en Júpiter) y tita (también en Saturno), que es nuestro sistema solar exterior. Estos cuerpos se encuentran entre los dos lugares más prometedores para la vida, ya que reciben energía de los mares, dos gigantes gaseosos en órbita, y algunos contienen agua líquida.
PARA sonda cassini Ha habido mediciones periódicas de Encélado durante más de una década para evaluar su entorno. Uno de los principales factores que influyen en la habitabilidad de un ambiente es su composición química, en particular su pH. En la Tierra, es posible que exista vida en dos extremos de la escala de pH, que va de 0 (ácido de batería) a 14 (limpiador de aguas residuales). Conocer el pH puede ayudarnos a identificar reacciones geoquímicas que afectan la habitabilidad de un ambiente, ya que muchas reacciones provocan cambios predecibles en el pH.
Oceanografía de otro mundo
Aunque no podemos colocar una tira de papel de pH en el agua de mar de Enceladus para medir directamente su pH, se puede estimar observando las moléculas en sus penachos que cambian de forma en respuesta a los cambios en el pH.
Recientemente, el geoquímico Christopher Glein dirigió un equipo que desarrolló un nuevo enfoque para estimar el pH del océano de Encelado utilizando datos de observación del material de la pluma de carbonato geoquímico. Este es un problema clásico en los estudios geoquímicos en la Tierra (como el agua de lluvia), pero los científicos ahora pueden resolver el problema del carbonato en un cuerpo extraterrestre gracias a las mediciones de carbono inorgánico disuelto por el Cosmic Dust Analyzer (CDA) y gas de dióxido de carbono por el Ion y espectrómetro de masa neutra (INMS) a bordo de Cassini.
El equipo de Klein intentó crear un modelo químico más detallado del océano vinculando las restricciones de composición recopiladas por INMS y CDA, como la salinidad de la pluma. El modelo sugiere que el océano de Encelado contiene sal de sodio, cloruro y carbonato, con un pH alcalino de 11 o 12, aproximadamente el equivalente de amoníaco o agua salada. El pH calculado es ligeramente más alto en 1 o 2 unidades que una estimación basada en datos anteriores de CDA, además de diferentes enfoques de modelado consistentes, en términos de química general, con un océano alcalino.
«Es alentador tener un acuerdo, dado que estos enfoques se basan en dados de un bolígrafo lanzados por una sonda espacial. Es mucho más difícil que obtener el pH de una piscina, no lo sería «Así que no es de extrañar que los modelos no muestran detalles. Por supuesto, tratamos de reconciliar los datos tanto como sea posible, porque los detalles pueden proporcionar pistas para comprender dos procesos eruptivos que convierten la química de un océano en una columna», explica Glen.
Un artículo basado en la investigación de Glein, «El pH del océano de Encéladofue publicado en Geochimica y Cosmochimica Acta en agosto. Glein es investigadora del Instituto de Investigación del Suroeste, que realizó investigaciones en la Institución Carnegie en Washington. El trabajo fue financiado por el Instituto de Astrobiología de la NASA del Programa de Astrobiología de la NASA.
La actividad hidrotermal da vida
Se acredita que la química alcalina de Encélado surge de un proceso geoquímico llamado serpentinización. Esto sucede cuando la roca rica en magnesio y hierro se convierte en minerales arcillosos. En la Tierra, vemos este proceso en lugares muy limitados, como el campo hidrotermal de baja temperatura llamado ciudad perdidano el Océano Atlántico.
«Exactamente lo que cabría esperar si hubiera un océano de agua líquida en contacto con las rocas por encima y por debajo del fondo del océano de Encelado», dice Glein.
Con el pH alto, este proceso produce gas hidrógeno, un poderoso combustible que puede conducir a la formación de moléculas orgánicas que, en algunos casos, pueden ser los componentes básicos de la vida.
No se ha resuelto un problema, sin embargo, ahora se está produciendo la serpentinización. Si la actividad continúa, esto proporcionaría las condiciones para la habitabilidad, lo que podría sustentar un ecosistema similar al de Ciudad Perdida. Si esto ha estado sucediendo durante mucho tiempo, o si el pH alto puede ser una reliquia de la vida, es menos probable, pero no imposible, que haya otras fuentes de energía química disponibles.
A Cassini fez um voo grasante final em Enceladus no final de oubro e teve alvo alvo das chemist das pens directamente. El equipo del INMS, que incluye a Glein, está buscando hidrógeno molecular en las plumas, o lo que sería evidencia química de serpentinización activa. Una ausencia de hidrógeno molecular sería señal de que la serpentinización se ha extinguido.
El análisis de dos datos de este informe se puede concluir a tiempo para la reunión de otoño de la Unión Geofísica Americana en diciembre. Glein agregó que la misión planificada de la NASA a Europa incluía dos instrumentos avanzados de flujo descendente CDA e INMS, lo que significa que en una década o dos, los científicos podrían comenzar a realizar estas mismas mediciones en Europa. Esto nos permitirá comprender mejor la importancia de la serpentinización en todo el sistema solar.
«En otros mundos congelados como océanos de agua líquida, [serpentinização] Debe ser inevitable, porque ess corpos são misturas maciças de água e rocha”, dice ele. «Tal vez el metano que vemos en la atmósfera de Titã se formó cuando el hidrógeno de la serpentinización se combinó con el carbono de las profundidades de un ambiente hidrotermal. También puedo tener agua líquida [planeta não] Plutão, por medio de cryovulcões y una superficie joven. Esperamos que haya cierto grado de interacción agua-roca en los océanos del mundo, preparando el escenario para la serpentinización y la generación de hidrógeno, que podría ser utilizado por otra persona».