Estos canales, conocidos como formaciones de flujo, podrían estar grabados en cuerpos que parecerían inhóspitos para el líquido porque están expuestos a las condiciones extremas de vacío del espacio.
Las superficies de muchos cuerpos celestes de nuestro sistema solar, plagadas de cráteres, proporcionan evidencia clara de un azote de meteoroides y otros desechos espaciales durante 4.600 millones de años. Pero en algunos mundos, incluido el asteroide gigante Vesta que exploró la misión Dawn de la NASA, las superficies también contienen canales profundos, o barrancos, cuyos orígenes no se comprenden por completo.
Una hipótesis principal sostiene que se formaron a partir de flujos de escombros secos impulsados por procesos geofísicos, como impactos de meteoroides, y cambios de temperatura debido a la exposición al sol. Sin embargo, un estudio reciente financiado por la NASA proporciona cierta evidencia de que los impactos en Vesta pueden haber desencadenado un proceso geológico menos obvio: flujos repentinos y breves de agua que excavaron barrancos y depositaron abanicos de sedimentos. Utilizando equipos de laboratorio para imitar las condiciones de Vesta, el estudio, que apareció en Planetary Science Journal, detalló por primera vez de qué podría estar hecho el líquido y cuánto tiempo fluiría antes de congelarse.
Aunque no se ha confirmado la existencia de depósitos de salmuera congelada en Vesta, los científicos han planteado anteriormente la hipótesis de que los impactos de meteoritos podrían haber expuesto y derretido el hielo que se encontraba bajo la superficie de mundos como Vesta. En ese escenario, los flujos resultantes de este proceso podrían haber grabado barrancos y otras características superficiales que se asemejan a las de la Tierra.
Pero, ¿cómo podrían los mundos sin aire (cuerpos celestes sin atmósfera y expuestos al intenso vacío del espacio) albergar líquidos en la superficie durante el tiempo suficiente para que fluyan? Un proceso de este tipo sería contrario a la idea de que los líquidos se desestabilizan rápidamente en el vacío y se transforman en gas cuando la presión disminuye.
“Los impactos no solo desencadenan un flujo de líquido en la superficie, sino que los líquidos están activos el tiempo suficiente para crear características superficiales específicas”, dijo la líder del proyecto y científica planetaria Jennifer Scully del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, donde se llevaron a cabo los experimentos. “Pero, ¿durante cuánto tiempo? La mayoría de los líquidos se vuelven inestables rápidamente en estos cuerpos sin aire, donde el vacío del espacio es inflexible”.
El componente crítico resulta ser el cloruro de sodio (sal de mesa). Los experimentos descubrieron que en condiciones como las de Vesta, el agua pura se congelaba casi instantáneamente, mientras que los líquidos salobres permanecían fluidos durante al menos una hora. “Eso es tiempo suficiente para formar las características asociadas al flujo identificadas en Vesta, que se estima que requieren hasta media hora”, dijo el autor principal Michael J. Poston del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio.
La sonda Dawn, lanzada en 2007, viajó al cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter para orbitar Vesta durante 14 meses y Ceres durante casi cuatro años. Antes de finalizar en 2018, la misión descubrió evidencia de que Ceres había albergado un depósito subterráneo de salmuera y que todavía podría estar transfiriendo salmueras desde su interior a la superficie. La investigación reciente ofrece información sobre los procesos en Ceres, pero se centra en Vesta, donde el hielo y las sales pueden producir líquido salino cuando se calientan por un impacto, dijeron los científicos.
Recreación de Vesta
Para recrear las condiciones similares a las de Vesta que se producirían después del impacto de un meteorito, los científicos se basaron en una cámara de prueba en el JPL llamada Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments (DUSTIE). Al reducir rápidamente la presión del aire que rodea las muestras de líquido, imitaron el entorno alrededor del fluido que llega a la superficie. Expuesto a condiciones de vacío, el agua pura se congeló instantáneamente. Pero los fluidos salados permanecieron más tiempo y continuaron fluyendo antes de congelarse.
Las salmueras con las que experimentaron tenían un poco más de una pulgada (unos pocos centímetros) de profundidad; los científicos concluyeron que los flujos en Vesta que tienen metros a decenas de metros de profundidad tardarían aún más en volver a congelarse.
Los investigadores también pudieron recrear las “tapas” de material congelado que se cree que se forman en las salmueras. Esencialmente, una capa superior congelada, las tapas estabilizan el líquido debajo de ellas, protegiéndolo de la exposición al vacío del espacio (o, en este caso, el vacío de la cámara DUSTIE) y ayudando al líquido a fluir más tiempo antes de congelarse nuevamente.
Este fenómeno es similar a cómo en la Tierra la lava fluye más lejos en los tubos de lava que cuando se expone a temperaturas superficiales frías. También coincide con la investigación de modelado realizada alrededor de posibles volcanes de lodo en Marte y volcanes que pueden haber arrojado material helado de los volcanes en la luna Europa de Júpiter.
“Nuestros resultados contribuyen a un creciente cuerpo de trabajo que utiliza experimentos de laboratorio para comprender cuánto duran los líquidos en una variedad de mundos”, dijo Scully.
Encuentre más información sobre la misión Dawn de la NASA en https://science.nasa.gov/mission/dawn/
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech