Una nueva investigación ha revelado que el movimiento de deslizamiento de lado a lado a lo largo de las distintivas “rayas de tigre” en Encélado, la luna de Saturno, está relacionado con chorros de cristales de hielo que brotan de su capa helada. Los hallazgos podrían ayudar a determinar las características de esta luna helada del océano subterráneo de Saturno y, por tanto, si Encélado es favorable para la vida.
Las franjas de tigre de Encelado consisten en cuatro fracturas lineales paralelas en el polo sur de la luna que fueron observadas por primera vez por la nave espacial Cassini de la NASA en 2005. El “criovulcanismo” en esta región expulsa cristales de hielo que se cree que se originan en el océano enterrado de Encelado, causando una amplia columna de material se acumulará sobre el polo sur de la luna de Saturno.
Tanto el brillo de esta columna como los chorros que la crean parecen variar en un patrón que se alinea con la órbita de casi 33 horas de Encelado alrededor de Saturno, el segundo planeta más masivo del sistema solar. Esto ha llevado a los científicos a teorizar que la actividad de los chorros aumenta a medida que la tensión de las mareas actúa sobre las rayas del tigre.
Sin embargo, esta teoría no puede explicar por qué los chorros de Encélado alcanzan su brillo máximo horas después de que las mareas alcanzan su máximo o por qué se observa un segundo pico más pequeño poco después del mayor acercamiento de Encelado a Saturno. Una nueva simulación numérica de las tensiones de marea de Encelado y el movimiento de sus fracturas en forma de raya de tigre identifica un fenómeno similar al observado en la falla de San Andrés, que se corresponde con el patrón de actividad de los chorros.
“Desarrollamos un modelo numérico sofisticado para simular el movimiento de deslizamiento impulsado por las mareas a lo largo de las fallas de Encelado. Estos modelos consideran el papel de la fricción, que hace que la cantidad de deslizamiento en las fallas sea sensible tanto a las tensiones de compresión como a las de corte”, dijo Alexander Berne, líder del equipo detrás de la simulación y candidato a doctorado en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), a Space.com.
“El modelo numérico fue capaz de simular el deslizamiento a lo largo de las fallas de Encélado de una manera que coincidía con las variaciones observadas en el brillo de la columna, así como con las variaciones espaciales en la temperatura de la superficie, lo que sugiere que los chorros y las variaciones de brillo de la columna están controlados por el movimiento de deslizamiento sobre la órbita de Encélado”.
La falla de San Andrés en el espacio
Berne y sus colegas descubrieron que la mecánica de fricción controla el movimiento en las interfaces a lo largo de las franjas de tigre de Encélado, donde se encuentran ambos lados de las fracturas. Esto significa que durante el ciclo orbital de Encélado, las tiras del tigre se deslizan y bloquean periódicamente. Este movimiento de lado a lado, o “deslizamiento”, se alinea con la actividad del chorro.
La correlación entre la actividad de deslizamiento y el brillo del chorro en la simulación llevó al equipo a plantear la hipótesis de que las variaciones en la actividad de los chorros están controladas por la presencia de “separaciones” a lo largo de las fallas. Estas son secciones curvadas de las fracturas que se abren bajo un amplio movimiento de deslizamiento, lo que permite que el agua suba desde el océano subterráneo a través de la capa de hielo para alimentar los chorros criovolcánicos.
“Una analogía terrestre cercana es el movimiento a lo largo de estructuras de cuencas separables sobre grandes fallas de desprendimiento sujetas a tensiones tectónicas. Un ejemplo de tal movimiento ocurre sobre la Cuenca Salton —una gran separación ubicada en la falla de San Andrés, un quiebre— falla de deslizamiento, en el sur de California”, dijo Berne. “El movimiento de deslizamiento regional provoca una extensión de la corteza localizada, así como vulcanismo sobre la cuenca de Salton. Este proceso es similar a la extensión impulsada por las mareas a lo largo de las separaciones en Encélado, que pueden regular la actividad criovolcánica de la luna.
“Antes de realizar la investigación, no esperábamos una correlación tan alta entre el movimiento de deslizamiento modelado y la actividad del chorro”.
La investigación del equipo sugiere que las franjas de tigre de Encélado se abren de manera diferente a lo modelado anteriormente.
“Este hallazgo fue sorprendente ya que la mayoría de los estudios anteriores sobre el tema invocan una amplia apertura a lo largo de las rayas del tigre, como abrir y cerrar como la puerta de un ascensor, como el mecanismo principal que regula las variaciones de brillo de la columna”, dijo Berne.
El investigador de Caltech añadió que los modelos del equipo sugieren que las mareas juegan un papel fundamental en la evolución de Encelado y su océano en múltiples escalas de tiempo.
“En la escala de tiempo orbital, las mareas parecen regular la cantidad de material que fluye desde un océano subterráneo a través de las fracturas de la raya del tigre”, dijo Berne. “En escalas de tiempo más largas, las mareas pueden causar que las rayas de tigre por fricción se fracturen en un sentido neto lateral derecho”.
Continuó sugiriendo que este movimiento lateral derecho a largo plazo puede impulsar la formación de características geológicas observadas alrededor del terreno del polo sur de Encélado. Esto incluye una fractura que se irradia desde el Polo Sur en el hemisferio posterior de Encélado.
Los científicos han sugerido que Encélado, con su océano global enterrado, podría ser un objetivo principal para la búsqueda de vida en otras partes del sistema solar. Esta investigación y el modelo del equipo podrían proporcionar apoyo adicional para esa hipótesis.
“Comprender las vías de transporte de material bajo la superficie a través de zonas amplias o separadas es crucial para determinar si los granos de hielo en los chorros de Encélado son representativos del océano global potencialmente habitable de la Luna. Nuestro estudio proporciona un marco para comprender dichas vías de transporte y su evolución en el tiempo”, dijo Berna.
“La evidencia de la influencia a largo plazo de las mareas en la evolución de Encélado, que también calientan el interior, implica que el océano de la Luna es de larga vida, lo que tiene implicaciones para la posible evolución de la vida en el interior”.
Por el momento, la conclusión del equipo se basa en una simulación por ordenador y, por tanto, debe ser confirmada con observaciones reales.
“Las mediciones geofísicas en Encélado usando radar nos permitirían confirmar o refutar las hipótesis expuestas en nuestro artículo. En términos más generales, tales observaciones del movimiento de la superficie de Encelado a lo largo del tiempo pueden proporcionar limitaciones clave sobre la dinámica del núcleo y la corteza, así como el grado en que estos procesos han estado activos a lo largo del tiempo”, concluyó Berne. “Nuestro objetivo es continuar investigando formas en que podemos utilizar mediciones geofísicas para comprender mejor las condiciones que pueden permitir que la vida se forme y evolucione en Encélado”.
La investigación del equipo fue publicada el lunes 29 de abril en la revista Nature Geoscience.
Fuente: Live Science.
