El planeta enano más cercano a la Tierra geológicamente tiene vida

El pequeño y frío mundo de Ceres sorprende con volcanes de hielo recientes alimentados por los restos de un antiguo mar subterráneo.

Monday, August 10, 2020,
Por Michael Greshko
Una red de fracturas en el piso del cráter Occator fue fotografiada por la nave espacial ...

Una red de fracturas en el piso del cráter Occator fue fotografiada por la nave espacial Dawn de la NASA el 26 de julio del 2018, desde una altitud de aproximadamente 152 kilómetros (94 millas).

Fotografía de Image by NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Metido en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, el planeta enano Ceres es un mundo pequeño que guarda grandes sorpresas. Una gran cantidad de nuevas investigaciones de la nave espacial Dawn de la NASA avanza sobre el caso de que, a su manera fría y salada, Ceres es un cuerpo geológicamente activo, con volcanes de hielo y focos sobrevivientes de un océano antiguo.

Aproximadamente un año de datos recopilados por Dawn desde finales del 2017 hasta finales del 2018, captados durante sus órbitas finales antes de quedarse sin combustible, muestran que el planeta enano probablemente tiene líquido salobre filtrándose en su superficie, así como montículos y colinas que se formaron cuando el hielo se derritió y se volvió a congelar después del impacto de un asteroide hace unos 20 millones de años.

La idea de que el agua líquida pudiera persistir en Ceres, un mundo que tiene menos de un tercio del ancho de la luna, alguna vez habría parecido extravagante. Pero ahora que la humanidad lo ha visto de cerca, sabemos que el frígido y diminuto Ceres está geológicamente vivo.

Los descubrimientos contribuyen a abordar el misterio central de Ceres: un cráter de 57 millas de ancho conocido como Occator que está cubierto de desconcertantes manchas brillantes de sal. Tan recientemente como hace 1,2 millones de años, la salmuera subterránea fría rezumaba sobre el piso de Occator para formar estos depósitos salados, sugiere la nueva investigación.

Las montañas y las colinas abultadas también apoyan la idea de que Ceres experimenta una especie de criovolcanismo helado, con lodo salobre que actúa como la lava fundida en la Tierra. En una región del suelo del cráter de Occator, Dawn detectó indicios de que las salmueras habían salido de los volcanes de hielo en las últimas décadas, si no más recientemente.

El planeta enano Ceres en representaciones de colores falsos, que resaltan las diferencias en los materiales de la superficie, como los depósitos brillantes y salados en el cráter Occator.

Fotografía de Image by NASA/JPL-CalTech/UCLA/MPS/DLR/IDA

"Hemos proporcionado pruebas sólidas de que Ceres es geológicamente activo en el presente, [o] al menos en el pasado muy reciente", dice la investigadora principal de Dawn, Carol Raymond, gerente del Programa de Cuerpos Pequeños del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Y hay algunas pruebas tentadoras de que podrían estar en curso".

Más allá de los volcanes exóticos, los nuevos descubrimientos agregan a Ceres a la creciente lista de mundos que tenían todos los ingredientes necesarios para la vida en un momento u otro: agua líquida, energía y moléculas orgánicas con carbono. Gracias al calor de los impactos de los asteroides, los científicos dicen que Ceres pudo haber sido habitable, aunque no necesariamente habitado, durante cortos períodos de tiempo.

"Tenemos este sistema geológico reciente, cálido y húmedo que tiene todos los ingredientes que creemos que necesitas para la vida", dice Kirby Runyon, geólogo planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, que no estaba involucrado en los estudios.

Un planeta enano de cerca

Siete estudios publicados hoy en tres revistas, Nature Astronomy, Nature Communications y Nature Geoscience, transmiten datos del tramo final de la misión de Dawn, que orbitó Ceres del 2015 al 2018. Para el gran final de la misión, Dawn se acercó a 35 kilómetros de la superficie de Ceres, tomando fotografías con una resolución asombrosa de 3 metros por píxel, equivalente a ver una pelota de golf a más de medio kilómetro de distancia.

Desde que Dawn detectó los puntos brillantes de Occator en el 2015, los científicos se han preguntado cómo se formaron. Los investigadores descubrieron rápidamente que las características estaban hechas de sales, probablemente depositadas en el cráter de las salmueras que se filtran hasta la superficie de Ceres. La pregunta era de dónde venían las salmueras.

Los investigadores creen que el cráter Occator tiene aproximadamente 20 millones de años. El impacto que lo creó habría generado inmensas cantidades de calor, convirtiendo el paisaje normalmente helado en un baño espumoso de agua salada agitada. Pero utilizando simulaciones por computadora, el equipo de Dawn descubrió que el calor de la colisión se disipó en gran medida en unos cinco millones de años.

Algunos de los puntos brillantes salados se depositaron en los últimos cuatro millones de años, por lo que el impacto no pudo haberlos creado. En cambio, los fluidos deben haber venido de un antiguo y profundo depósito de salmuera líquida.

La gravedad de Ceres reveló las fuentes probables de la salmuera, gracias al hecho de que el tirón gravitacional de un planeta puede variar ligeramente de un área a otra en función del paisaje local y de la densidad de la corteza. Los investigadores podrían rastrear esta variación en Ceres midiendo cambios a pequeña escala en la velocidad de Dawn mientras la nave espacial orbitaba el planeta enano.

Cuando los investigadores combinaron estos datos con la topografía de Ceres, descubrieron que el suelo debajo de Occator era menos denso que la corteza circundante. Dos depósitos de salmuera, elipsoides con forma de M & M gigantes, parecen asentarse debajo del cráter. El más grande, de unas 418 kilómetros de ancho, se encuentra a 48 kilómetros directamente debajo del cráter en la base de la corteza de Ceres. Un reservorio salobre más pequeño de aproximadamente 193 kilómetros de ancho se encuentra al sureste del cráter, 19 kilómetros debajo de la superficie.

"Si perforaras, podrías llegar a un acuífero y luego saldría salmuera muy fría", dice Bill McKinnon, científico planetario de la Universidad de Washington en St. Louis, que no participó en los nuevos estudios.

Restos de un océano antiguo

Esta imagen de una pared en el cráter Occator en Ceres fue obtenida por la nave espacial Dawn de la NASA el 5 de julio del 2018 desde una altitud de aproximadamente 43 kilómetros (26 millas).

Fotografía de Image by NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Estas bolsas de salmuera son las reliquias de un océano más grande, posiblemente global, que alguna vez existió en Ceres, concluyó el equipo. Como ha visto cualquiera que haya conducido por una ruta salada en invierno, las sales disueltas pueden mantener el agua en estado líquido a temperaturas más frías que su punto de congelación habitual. En el caso de Ceres, se estima que las salmueras tienen aproximadamente menos 5 ° C, lo que requiere mucha sal y posiblemente una mezcla de minerales fangosos de grano fino para permanecer en forma líquida.

Las salmueras “definitivamente no son para el buceo, es como un gran pantano”, dice la coautora del estudio Julie Castillo-Rogez, científica planetaria del JPL y miembro del equipo de Dawn.

Lo que sea que se estrelló contra Ceres y creó el cráter Occator probablemente inició el vulcanismo helado que trajo material salobre a la superficie. A diferencia de los volcanes en la Tierra, los criovolcanes en Ceres se desarrollan a medida que el hielo en la corteza del planeta enano se congela y expande, comprimiendo y presurizando las bolsas de salmuera subterránea.

El impacto de Occator agrietó la corteza de Ceres, dejando fracturas que las salmueras profundas podrían usar para abrirse camino hacia la superficie. Una vez que se derramaron, el agua se evaporó, dejando los depósitos brillantes y salados que vemos hoy.

Algunas observaciones incluso sugieren que la actividad en Ceres está en curso. En uno de los siete estudios, un equipo dirigido por Maria Cristina De Sanctis, científica planetaria del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, descubrió pruebas de que los puntos brillantes de Occator incluyen cloruro de sodio hidratado. El componente de agua de esta sal debería evaporarse al espacio dentro de cien años después de llegar a la superficie, dicen los investigadores. Sin embargo, dado que el material todavía está hidratado, los volcanes helados de Ceres podrían seguir avanzando.

"Es muy probable que este volcán siga activo, en el sentido de que el agua, en menor cantidad, sigue subiendo", dice el miembro del equipo de Dawn Andreas Nathues, científica planetario del Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar de Alemania y coautora de varios de los nuevos estudios.

Los mundos helados del sistema solar

Dawn y la nave espacial New Horizons de la NASA, que sobrevoló a Plutón en el 2015, han demostrado que los cuerpos pequeños y helados son mucho más activos de lo que se pensaba, ampliando la forma en que los científicos imaginan la geología de docenas de mundos alienígenas.

Como Ceres y sus puntos brillantes, “cada planeta parece tener algo especial”, dice McKinnon, un co-investigador de New Horizons. "La geología va a rimar, pero no se va a repetir".

Un equipo dirigido por Castillo-Rogez presentó hoy a la NASA una propuesta de una misión de retorno de muestras de Ceres, que se lanzaría no antes del 2031, ya que puede llevar años aprobar, diseñar y construir una nave espacial. La misión recolectaría cien gramos de material del piso de Occator y lo enviaría de regreso a la Tierra.

Puede que no parezca mucho material con el que trabajar, pero las muestras representarían material mucho más prístino y primitivo que cualquier cosa que hayamos podido estudiar hasta ahora, dice Raymond. "Al entrar en los detalles de lo que hay en estos cuerpos aprenderemos muchísimo".

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