Un objetivo principal en la búsqueda de vida extraterrestre es Europa, una luna de Júpiter que está cubierta por una capa de hielo salado. Pero, ¿qué tipo de sal hay? Los investigadores dicen que han creado un nuevo tipo de cristal de sal que podría llenar el proyecto de ley y tal vez aumentar las esperanzas de encontrar vida bajo el hielo.
Este cristal de sal es tanto exótico como común: en realidad es sal de mesa, también conocida como cloruro de sodio, con la fórmula química NaCl, pero unida a moléculas de agua para formar un hidrato que no existe naturalmente en la Tierra.
Los hidratos de cloruro de sodio terrestres están compuestos por una molécula de sal unida por enlaces de hidrógeno con dos moléculas de agua. En contraste, los hidratos creados en el laboratorio consisten en dos moléculas de NaCl por 17 moléculas de agua, o una molécula de NaCl por 13 moléculas de agua. (No se pudo determinar la estructura de un tercer tipo de «hidrato hiperhidratado»).
Esa es una noticia prometedora para los científicos que estudian Europa y otros mundos cubiertos de hielo, incluidas otras dos lunas jovianas, Calisto y Ganímedes; y las lunas de Saturno Encélado y Titán. Las observaciones espectrales indican que el hielo de la superficie de Europa contiene sales, incluido el cloruro de sodio, pero los niveles de concentración observados no coinciden bien con los hidratos de NaCl comunes y corrientes de la Tierra.
«Otras explicaciones han involucrado otros tipos de sales cloradas que tenían grandes proporciones de agua/sal», dijo a GeekWire en un correo electrónico el científico planetario de la Universidad de Washington, Baptiste Journaux, autor principal de un artículo publicado por Proceedings of the National Academy of Sciences. «El problema con ellos es que no tenemos modelos químicos para explicar por qué se formarían en lugar de NaCl».
El truco es que las nuevas formas de hidratos de NaCl pueden formarse en la Tierra solo bajo presiones extremas. En el laboratorio, se comprimió una pequeña cantidad de agua salada entre dos diamantes del tamaño de granos de arena, a presiones de hasta 25.000 veces la presión atmosférica estándar. A medida que las motas transparentes de los diamantes entraban, los investigadores observaron cómo se formaban los cristales de hidrato a través de un microscopio.
“Definitivamente no esperábamos encontrar estructuras tan nuevas”, dijo Journaux.
Las condiciones frías y de alta presión que crearon los cristales en el laboratorio podrían ser comunes en Europa, donde se cree que una capa de hielo de millas de espesor presiona un océano oculto que tiene decenas de millas de profundidad.
“La composición del océano controla directamente el tipo de química orgánica y los procesos posibles para el surgimiento y la sostenibilidad de la vida extraterrestre”, dijo Journaux. “Saber que el cloruro de sodio es un ingrediente principal, como lo es en los océanos de la Tierra, ayudará a los astrobiólogos a determinar la mejor manera de caracterizar la vida en otro mundo oceánico, y posiblemente detectarla. La vida que emerge en los océanos de agua y amoníaco, por ejemplo, podría ser muy diferente de la vida que emerge de un océano de agua salada”.
Journaux dijo que existe la posibilidad de que los tipos de hidratos recién descubiertos se formen en los lagos cubiertos de hielo de la Antártida, si la temperatura se vuelve lo suficientemente fría y la presión lo suficientemente alta. Y, en términos generales, aprender más sobre cómo funcionan los hidratos podría avanzar en campos que van desde la tecnología de almacenamiento de baterías hasta la ciencia del clima.
Pero la gran pregunta es si los exóticos hidratos de NaCl realmente existen en mundos más allá de la Tierra. Esa pregunta podría ser respondida para Europa por la misión Jupiter Icy Moons Explorer de la Agencia Espacial Europea, cuyo lanzamiento está previsto para abril; o por la misión Europa Clipper de la NASA, que despega el próximo año. La misión Dragonfly de la NASA, que se dirige a Titán en 2026, posiblemente podría tomar muestras del hielo en la luna cubierta de smog de Saturno. Mientras tanto, Journaux y sus colegas planean producir muestras más grandes de los hidratos y aprender más sobre ellos.
“Solo con el desarrollo reciente de la tecnología de alta presión y baja temperatura podemos explorar los océanos y el interior de mundos ricos en agua”, dijo. “Esto subraya lo poco que sabemos actualmente sobre los minerales que se forman en y dentro de estos mundos helados. Estos son tiempos emocionantes: lo que se hizo por la mineralogía de la Tierra en los años 1800 y 1900 se debe volver a hacer por los mundos helados, ahora que realmente vamos allí”.
Los coautores de Journaux en el artículo de PNAS, titulado “Sobre la identificación de hidratos de cloruro de sodio hiperhidratados, estables en condiciones de luna helada”, incluyen a J. Michael Brown y Jason Ott de la Universidad de Washington. Coautores de otras instituciones: Anna Pakhomova, Ines Collings, Sylvain Petitgirard, Tiziana Boffa Ballaran, Steven Vance, Stella Chariton, Vitali Prakapenka, Dongyang Huang, Konstantin Glazyrin, Gaston Garbarino, Davide Comboni y Michael Hanfland.
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