Ciencia.-Respiraderos hidrotermales alienígenas pueden sustentar vida

Respiraderos hidrotermales que son comunes en todo el fondo marino de la Tierra pueden ayudar a crear condiciones propicias para la vida en los «mundos oceánicos» de nuestro sistema solar.

Es la conclusión de un conjunto de simulaciones por computadora de fondos marinos alienígenas, realizado por científicos de la Universidad de California Santa Cruz.

Los mundos oceánicos son planetas y lunas que tienen (o tuvieron en el pasado) un océano líquido, a menudo bajo una capa helada o dentro de su interior rocoso. En el sistema solar de la Tierra, varias de las lunas de Júpiter y Saturno son mundos oceánicos, y su existencia ha motivado todo, desde estudios académicos revisados por pares y misiones espaciales con satélites, hasta películas populares como el thriller de ciencia ficción de 2013 Europa Report.

Muchas líneas de investigación sugieren que algunos mundos oceánicos liberan suficiente calor internamente para impulsar la circulación hidrotermal debajo de sus fondos marinos. Este calor se genera por la desintegración radiactiva, como ocurre en las profundidades de la Tierra, y posiblemente se genere calor adicional por las mareas.

Los sistemas de fluidos, calor y rocas se descubrieron en el fondo marino de la Tierra en la década de 1970, cuando los científicos observaron fluidos que se descargaban y transportaban calor, partículas y sustancias químicas. Muchos de los sitios de ventilación estaban rodeados de nuevos ecosistemas, incluidos tapetes bacterianos especializados, gusanos tubícolas rojos y blancos y camarones que detectan el calor.

En este nuevo estudio, publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets, los investigadores utilizaron un modelo informático complejo basado en la circulación hidrotermal tal como ocurre en la Tierra. Después de cambiar variables como la gravedad, el calor, las propiedades de las rocas y la profundidad de la circulación de fluidos, descubrieron que las ventilaciones hidrotermales podrían mantenerse en una amplia gama de condiciones. Si este tipo de flujos ocurren en un mundo oceánico, como la luna Europa de Júpiter, podrían aumentar las probabilidades de que también exista vida allí.

«Este estudio sugiere que los sistemas hidrotermales de baja temperatura (no demasiado calientes para la vida) podrían haberse mantenido en mundos oceánicos más allá de la Tierra durante escalas de tiempo comparables a las requeridas para que la vida se estableciera en la Tierra», dijo en un comunicado Andrew Fisher, autor principal del estudio y profesor de ciencias terrestres y planetarias (EPS) en la UC Santa Cruz.

El sistema de circulación de agua de mar en el que el equipo basó sus modelos informáticos se encontró en un fondo marino de 3,5 millones de años en el noroeste del Océano Pacífico, al este de la cordillera de Juan de Fuca. Allí, el agua fría del fondo fluye a través de un volcán extinto (monte submarino), viaja bajo tierra durante aproximadamente 45 kilómetros y luego fluye de regreso al océano a través de otro monte submarino. «El agua acumula calor a medida que fluye y sale más caliente que cuando fluyó hacia adentro, y con una química muy diferente», explicó Kristin Dickerson, segunda autora del artículo y candidata a doctora en ciencias terrestres y planetarias.

El flujo de un monte submarino a otro se produce por flotabilidad, porque el agua se vuelve menos densa a medida que se calienta y más densa a medida que se enfría. Las diferencias de densidad crean diferencias en la presión del fluido en la roca, y el sistema se sostiene gracias a los propios flujos, que funcionan siempre que se suministre suficiente calor y las propiedades de la roca permitan una circulación suficiente del fluido. «Lo llamamos sifón hidrotermal», dijo Fisher.

EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE LA TIERRA

Si bien los sistemas de ventilación de alta temperatura se deben principalmente a la actividad volcánica del subsuelo marino, Fisher explicó que un volumen mucho mayor de fluido fluye dentro y fuera del fondo marino de la Tierra a temperaturas más bajas, impulsado principalmente por el enfriamiento «de fondo» del planeta.

«El flujo de agua a través de la ventilación de baja temperatura es equivalente, en términos de la cantidad de agua que se descarga, a todos los ríos y arroyos de la Tierra, y es responsable de aproximadamente una cuarta parte de la pérdida de calor de la Tierra», dijo. «El volumen total del océano se bombea dentro y fuera del fondo marino aproximadamente cada medio millón de años».

Muchos estudios previos de circulación hidrotermal en Europa y Encélado, una pequeña luna que orbita Saturno, han considerado fluidos de temperatura más alta. Las caricaturas y otros dibujos a menudo representan sistemas en sus fondos marinos que se parecen a las fumarolas negras de la Tierra, según Donna Blackman, investigadora de EPS y tercera autora del nuevo artículo. «Los flujos de temperatura más baja tienen al menos la misma probabilidad de ocurrir, si no más», dijo.

El equipo estaba particularmente entusiasmado con un resultado de las simulaciones por computadora incluidas en el nuevo artículo que muestran que, bajo una gravedad muy baja, como la que se encuentra en el fondo marino de Encélado, la circulación puede continuar con temperaturas bajas a moderadas durante millones o miles de millones de años.

Esto podría ayudar a explicar cómo los mundos oceánicos pequeños pueden tener sistemas de circulación de fluidos de larga duración debajo de sus fondos marinos, aunque el calentamiento sea limitado: la baja eficiencia de la extracción de calor podría conducir a una longevidad considerable, esencialmente, durante toda la vida del sistema solar.