La congelación lenta de las gotas del océano Encelado explica la diversidad del hielo en el anillo de Saturno
- Cassini descubrió 961 partículas de hielo con diferente composición química
- Los experimentos de laboratorio mostraron que la velocidad de congelación influye en la separación de sales
- La congelación lenta en los ventiladores subterráneos explica la diversidad química
- Esto cambia las percepciones sobre la dinámica de los géiseres de Encélado
La luna de Saturno, Encélado, está cubierta por un grueso caparazón de hielo, bajo el cual se oculta un océano global. En la región del polo sur, la superficie se agrieta, formando fisuras a través de las cuales el agua y el vapor son expulsados al espacio, formando los característicos géiseres.
Desde 2004 hasta 2017, la sonda Cassini, utilizando el analizador de polvo espacial (CDA), midió la composición de partículas de hielo individuales que entran en el anillo E del anillo de Saturno. Los científicos analizaron 961 espectros de masa de las llamadas partículas tipo 3, ricas en sales, y encontraron diferencias significativas en su composición química.
La diversidad que planteaba preguntas
Algunas partículas resultaron enriquecidas con cloruro de sodio, otras con carbonatos, fosfatos o cloruro de potasio. Es especialmente notable que el cloruro y el carbonato casi nunca se encuentran en la misma partícula rica en sodio. Si todas las partículas provienen de un único océano, tal diversidad parece inesperada.
Para averiguar la causa, científicos del Earth‑Life Science Institute (ELSI) en el Instituto de Ciencia de Tokio crearon modelos de laboratorio. Formaron gotas de diámetros que van de decenas a doscientos micrómetros, que contenían las sales básicas que se presume están presentes en el océano de Encélado, y las congelaron a diferentes velocidades de enfriamiento.
Los resultados mostraron que durante la congelación lenta (≈10 K/min o más lenta) las sales se separan en áreas distintas dentro de la estructura cristalina. Durante la congelación rápida, los componentes químicos permanecen más uniformemente distribuidos. Así, incluso las gotas formadas a partir de la misma agua oceánica pueden volverse químicamente heterogéneas después de congelarse.
Los investigadores sugirieron que tales gotas grandes se forman en lo profundo de los respiraderos subterráneos, donde se mueven lentamente, enfriándose gradualmente. A medida que avanzan hacia la superficie, se congelan, permitiendo que las sales se separen. Luego, al chocar con canales más estrechos y un flujo de gas acelerado, las gotas congeladas se rompen en pequeñas partículas, cada una de las cuales lleva un conjunto único de sales.
Este modelo cambia la concepción anterior de que el aerosol oceánico se congela instantáneamente y se lanza al espacio. Ahora se considera que el proceso de congelación puede llevar un tiempo significativo, y la diversidad química del hielo en el anillo E‑ring es una consecuencia natural de las diferentes velocidades de congelación en las fisuras subterráneas.
La comprensión de estos mecanismos es importante no solo para la interpretación de los datos de Cassini, sino también para evaluar la potencial habitabilidad de los océanos subglaciares. Los gradientes químicos que se forman durante la cristalización lenta pueden crear microambientes adecuados para la vida microbiana.
Fuente: ScienceDaily
