MADRID, 5 Oct. (EUROPA PRESS) -
El hielo glacial de Europa, una de las lunas de Júpiter, puede ocultar algo más que un presumido océano: es probable que sea el escenario de una sorprendentemente rápida interacción química entre el agua y el dióxido de azufre a temperaturas extremadamente frías.
A pesar de que estas moléculas reaccionan fácilmente como líquidos, que son ingredientes bien conocidos de la lluvia ácida, los científicos Mark Loeffler y Reggie Hudson del Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, informan que reaccionan en su forma helada con una velocidad sorprendente y de alto rendimiento a temperaturas de cientos de grados bajo cero. Debido a que la reacción se produce sin la ayuda de la radiación, podría tener lugar a lo largo y ancho de la gruesa capa de hielo de Europa, un resultado que renovaría el pensamiento actual sobre la química y la geología de esta Luna y tal vez de otras.
"Cuando la gente habla acerca de la química en Europa, suelen hablar de las reacciones que son impulsadas por la radiación ", dice el científico Mark Loeffler, primer autor del estudio publicado en Geophysical Research Letters. Eso es porque la temperatura se sitúa alrededor de 107 a 148 bajo cero. En este frío extremo , la mayoría de las reacciones químicas requieren una inyección de energía de la radiación o la luz. En Europa, la energía proviene de las partículas de los cinturones de radiación de Júpiter . Dado que la mayoría de esas partículas penetran sólo fracciones de una pulgada en la superficie, los modelos de la química de Europa normalmente se detienen allí.
"Una vez que se estudia por debajo de la superficie de Europa, el panorama es frío y sólido, y normalmente no se espera que las cosas sucedan muy rápido en esas condiciones ", explica el coautor Reggie Hudson , jefe de laboratorio asociado de Astroquímica.
"Pero con la química que describimos", añade Loeffler, "podría haber hielo de 10 metros o 100 de espesor, y si se ha mezclado en el dióxido de azufre, vamos a tener una reacción".
"Este es un resultado muy importante para la comprensión de la química y la geología de la corteza helada de Europa ", dice Robert E. Johnson , un experto en la química inducida por la radiación en los planetas y profesor de ingeniería física en la Universidad de Virginia en Charlottesville .
A partir de observaciones a distancia, los astrónomos saben que el azufre está presente en el hielo de Europa . El azufre se origina en los volcanes de Io, la luna de Júpiter; a continuación, se ioniza y se transporta a Europa, donde se incrusta en el hielo. El azufre adicional podría venir del mar que se supone se encuentra bajo la superficie de Europa. "Sin embargo --dice Johnson--, el destino del azufre del subsuelo no se logra comprender y depende de la geología y la química en la corteza de hielo".
En los experimentos que simulaban las condiciones en Europa, Loeffler y Hudson rociaron de vapor de agua y gas de dióxido de azufre en espejos situados en una cámara de alto vacío . Debido a que los espejos se mantuvieron a muy baja temperatura, los gases de inmediato se condensaron en forma de hielo. Como la reacción tuvo efecto, los investigadores utilizaron la espectroscopia infrarroja para ver la disminución de las concentraciones de agua y dióxido de azufre y el aumento de las concentraciones de iones positivos y negativos generados.
A pesar del frío extremo, las moléculas reaccionaron rápidamente en su forma de hielo. "A 107 bajo cero, lo que representa el extremo cálido de la temperatura prevista en Europa, esta reacción es esencialmente instantánea", dice Loeffler . "A -173 pueden saturar la reacción después de medio día a un día. Si eso no parece rápido, recuerde que en escalas de tiempo geológico -miles de millones de años-, un día es más rápido que un abrir y cerrar de ojos", explica.
Para probar la reacción, los investigadores agregaron el dióxido de carbono congelado, también conocido como hielo seco, que se encuentra comúnmente en los cuerpos de hielo, entre ellas Europa . "Si el dióxido de carbono congelado hubiera bloqueado la reacción, no estaríamos tan interesados ", explica Hudson, "porque entonces la reacción probablemente no sería relevante para la química de Europa . Sería una curiosidad de laboratorio. Pero la reacción continua, lo que significa que podría ser relevante también en Ganímedes y Calisto, otras dos de las lunas de Júpiter , y otros lugares donde el agua y el dióxido de azufre están presentes.
