¿Son las líneas Europa una mezcla congelada de agua y sal?

Los investigadores dicen que un nuevo material creado en un laboratorio en la Tierra podría formarse en la superficie y el suelo de los océanos profundos de Europa.

Se cree que las rayas rojas que cruzan la superficie de la luna de Júpiter son una mezcla congelada de agua y sales, pero su firma química no coincide con ningún material conocido en la Tierra.

Los investigadores pueden haber resuelto el misterio al descubrir un nuevo tipo de cristal sólido que se forma cuando el agua y la sal de mesa se combinan en condiciones de frío y alta presión.

El estudio publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Cienciasanuncia una nueva fórmula para dos de las sustancias más comunes en la Tierra: agua y cloruro de sodio, o sal de mesa.

«La sal y el agua son bien conocidas en las condiciones de la Tierra. Pero más allá de eso, estamos completamente a oscuras».

«Es raro hoy en día tener descubrimientos fundamentales en la ciencia», dice el autor principal, Baptiste Journeau, profesor asistente interino de Ciencias de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Washington.

«La sal y el agua son bien conocidos en las condiciones de la Tierra. Pero entonces, estamos completamente a oscuras. Y ahora tenemos estos cuerpos planetarios que probablemente contienen compuestos que nos son muy familiares, pero en condiciones muy extrañas. Tenemos que rehacer toda la ciencia mineral básica que la gente ha hecho en el siglo XIX, pero bajo alta presión y baja temperatura. Es un momento emocionante».

A temperaturas más frías, el agua y las sales se combinan para formar una red rígida de hielo de agua salada, conocida como hidrato, que se mantiene en su lugar mediante enlaces de hidrógeno. El único hidrato de cloruro de sodio previamente conocido tenía una estructura simple con una molécula de sal por cada dos moléculas de agua.

Pero los dos nuevos hidratos, que existen a presiones moderadas y temperaturas bajas, son sorprendentemente diferentes. Uno contiene dos NaCl por cada 17 moléculas de agua; El otro contiene un cloruro de sodio por cada 13 moléculas de agua. Esto explicaría por qué las firmas de la superficie de las lunas de Júpiter son más «hidro» de lo esperado.

«Tiene la estructura que los científicos planetarios han estado esperando», dice Journaux.

Journaux dice que el descubrimiento de nuevos tipos de hielo salado es de interés no solo para la ciencia planetaria, sino también para la química física e incluso para la investigación energética, que utiliza hidratos para almacenar energía.

El experimento consistió en comprimir un hilo de agua salada en instalaciones de sincrotrón en Francia, Alemania y Estados Unidos entre dos diamantes del tamaño de un grano de arena, comprimiendo el líquido hasta 25.000 veces la presión atmosférica estándar. El diamante transparente permitió al equipo observar el proceso a través de un microscopio.

«Estábamos tratando de medir cómo la adición de sal cambiaría la cantidad de hielo que podríamos obtener, porque la sal actúa como anticongelante», dice Baptiste. «Sorprendentemente, cuando hacemos clic en lo que vimos, estos cristales que no esperábamos comenzaron a crecer. Fue un descubrimiento muy fortuito».

Estos cuerpos planetarios «son, en mi opinión, el mejor lugar de nuestro sistema solar para detectar vida extraterrestre…»

Tales condiciones frías y de alta presión creadas en el laboratorio serían comunes en las lunas de Júpiter, donde los científicos creen que de 5 a 10 kilómetros (3 a 6 millas) de hielo cubrirían océanos de varios cientos de kilómetros de espesor, incluso con formas más densas de posible hielo en El fondo.

«La presión solo acerca las moléculas, por lo que su interacción cambia, y ese es un factor importante de la diversidad en las estructuras cristalinas que encontramos», dice Journaux.

Una vez que se formaron los hidratos recién descubiertos, una de las dos estructuras permaneció estable incluso después de que se liberó la presión.

«Hemos determinado que permanece estable a presión estándar hasta alrededor de menos 50 grados centígrados, por lo que si tienes un lago muy salino, digamos en la Antártida, que puede estar expuesto a esas temperaturas, este hidrato recién descubierto podría estar justo allí, Yorno dice.

El equipo espera hacer o recolectar una muestra más grande para permitir un análisis más completo y verificar si las firmas de las lunas heladas coinciden con las firmas de los hidratos recién descubiertos.

Dos próximas misiones explorarán las lunas heladas de Júpiter: la misión Jupiter Icy Moons Explorer de la Agencia Espacial Europea, que se lanzó en abril, y la misión Europa Clipper de la NASA, que se lanzará en octubre de 2024. La misión Dragonfly de la NASA se lanzará a la luna Titán de Saturno en 2026. qué productos químicos encontrarán estas misiones les ayudarán a orientar mejor su búsqueda de firmas de vida.

«Estos son los únicos cuerpos planetarios, además de la Tierra, donde el agua líquida es estable en escalas de tiempo geológico, lo cual es crucial para el surgimiento y evolución de la vida», dice Journaux.

«En mi opinión, son el mejor lugar de nuestro sistema solar para detectar vida extraterrestre, por lo que debemos estudiar sus océanos e interiores para comprender mejor cómo se forman, evolucionan y pueden contener agua líquida en las regiones más frías del sol». sistema muy lejos del sol».

La NASA financió el trabajo. Otros coautores son del German Electron Synchrotron en Hamburgo. la Instalación Europea de Sincrotrón en Francia; el Instituto de Geoquímica y Petrología de Suiza; Instituto Geológico Bávaro de Geoquímica y Geofísica Experimental en Alemania; el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA; y la Universidad de Chicago.

fuente: universidad de washington