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El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

¿Es posible la vida en el océano de Ganímedes? Hablamos con Fernando Izquierdo

Océano de Ganímedes - Hablando con Científicos podcast - CienciaEs.com

Ganímedes es un satélite de Júpiter fuera de lo común, no solamente es el más grande del Sistema Solar, mayor incluso que Mercurio, sino que, según se cree, tiene en su interior un núcleo fundido, rico en hierro, capaz de generar un campo magnético, como sucede aquí en la Tierra. Desde la exterior muestra una superficie donde se alternan terrenos brillantes y oscuros plagados de cráteres, pero lo más fascinante de Ganímedes yace bajo la superficie, entre el núcleo y la corteza exterior, allí, según defienden los científicos existe un enorme océano sumergido que alberga tanta agua como la contenida en todos los océanos de la Tierra. Y, ya se sabe, un ambiente en el que hay agua líquida, energía y nutrientes es posible la existencia de la vida. Lo difícil es descubrirla.

Una cuestión clave para encontrar vida en un lugar tan inaccesible, como el interior de Ganímedes, consiste en conocer lo mejor posible las condiciones físicas y químicas del entorno. Un ejército de físicos, químicos y geólogos planetarios se esfuerzan por comprender cómo son las condiciones que imperan en el océano líquido subterráneo de Ganímedes y lo hacen estudiando el problema desde muchos puntos de vista. Uno de ellos consiste en observarlo cercano y más conocido, es decir, los ambientes terrestres que podrían asemejarse de algún modo a lo que allí sucede. Si descendemos hasta las profundidades de los océanos de la Tierra observamos que el agua se encuentra a baja temperatura, apenas 4ºC , y la presión es tremenda. Dado que cada 10 metros que nos sumergimos bajo el agua, la presión aumenta una atmósfera, es fácil calcular que a 5 kilómetros de profundidad la presión es cercana a las 500 atmósferas y si descendemos hasta las más profundas simas oceánicas la presión se duplica.

¿Cómo será el ambiente en el interior de Ganímedes?

Nuestro invitado en Hablando con Científicos, Fernando Izquierdo Ruiz, lo explica con detalle. Los cálculos indican que el océano subterráneo de Ganímedes es más profundo que el de la Tierra, se cree que puede alcanzar hasta los 100 kilómetros, como consecuencia, aunque la gravedad sea más baja, la presión es muy superior a la que existe en los fondos terrestres. Allí el agua se encuentra entre dos capas de hielo, una más cerca de la superficie, donde impera el frío exterior, y otra en las profundidades, cubriendo el fondo rocoso, debida a la enorme presión existente. Ahora bien, para la existencia de algún tipo de organismo vivo hace falta algo más que agua líquida, se necesita energía. Se piensa que el calor interno del satélite y las fuerzas de marea de Júpiter son los factores que suministran esa energía. Por último, son necesarios nutrientes. Aquí en la Tierra, los organismos que viven en el fondo se alimentan de las sustancias disueltas por el contacto del agua con el fondo rocoso, un fondo que en el caso de Ganímedes no está en contacto con el agua líquida porque lo impide la capa de hielo depositada sobre él ¿cómo sería posible el intercambio entonces?

Una posible solución al problema de los nutrientes es la que proponen, en un artículo publicado en ACS Earth and Space Chemistry, Fernando Izquierdo, Manuel Recio y Olga Prieto Ballesteros. El equipo ha investigado el comportamiento de ciertas sustancias, denominadas clatratos hidratos de CO2, estas son sustancias que, bajo ciertas condiciones de baja temperatura y alta presión crean una red cristalina de moléculas de agua en la que se forman cavidades que pueden albergar moléculas pequeñas de otras sustancias. En la Tierra, sobre los fondos oceánicos, existen grandes depósitos de clatratos de metano y tal vez suceda algo semejante en los fondos oceánicos de Ganímedes. Pruebas de laboratorio y simulaciones que emplean cálculos mecanocuánticos han permitido a los investigadores llegar a la conclusión de que las condiciones que reinan en los mares oceánicos subterráneos de satélites como Ganímedes o Europa son ideales para la existencia de clatratos hidratos que almacenan CO2. Los experimentos revelan que, bajo altas presiones, el CO2 no solamente podría quedar atrapado en el clatrato sino que, una vez formado, se producirían canales que permitirían el intercambio de sustancias entre el fondo rocoso y el agua líquida. Así los nutrientes pasarían al océano interior y podrían servir de sustento para algún tipo de vida, si la hubiera.

Estos experimentos abren vías de investigación que permitirán conocer cómo los clatratos o hidratos de gas podrían almacenar moléculas y otros elementos esenciales para la vida en lugares situados más allá de la Tierra, aunque se encuentren lejos de la llamada “zona de habitabilidad”, caracterizada por la posibilidad de existencia de agua líquida en superficie.

Os invito a escuchar a Fernando Izquierdo Ruiz, actualmente investigador de la Chalmers University of Technology, en Gotemburgo, Suecia, cuya investigación se llevó a cabo en el grupo de Química Teórica y Computacional de Materiales (QTCMAT) de la Red Malta Consolider de la Universidad de Oviedo y por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA).

Referencia:
Theoretical Characterization of the High Pressure Nonclathrate CO2 Hydrate por F. Izquierdo-Ruiz, J.Manuel Recio y O. Prieto-Ballesteros.


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