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Mercurio y el glaciar Eris hacen repensar la zona habitable

Mercurio y el glaciar Eris hacen repensar la zona habitable

Los glaciares son una de las características definitorias de la Tierra, y la mayoría de nosotros sabemos desde la infancia en qué consisten y dónde se pueden encontrar: nieve y hielo, en el Ártico, la Antártida o en las laderas de grandes montañas.

Pero los glaciares guardan secretos y quizás respuestas a algunas preguntas sobre cómo el planeta podría volverse habitable.

Los científicos encuentran cada vez más tipos inesperados de glaciares en lugares sorprendentes. Y, de hecho, apenas este mes, dos estudios los encontraron en polos opuestos de nuestro sistema solar: Mercurio -cuya superficie es lo suficientemente caliente como para derretir el plomo- y Eris, un planeta enano actualmente tres veces más lejos del Sol que Plutón, que está a 20 millas del Sol. minuto. Su superficie está a sólo unas pocas decenas de grados Celsius por encima del cero absoluto.

Lo que encontraron ha llevado a una reevaluación de cómo algunos planetas se vuelven hospitalarios para la vida. Es una historia complicada.

Esto no significa que estos glaciares sean idénticos a los que se encuentran en Nueva Zelanda o la Antártida. Mercurio está hecho de sal, mientras que debajo de su superficie hay una capa de hielo «esponjoso». Pero ambos tienen mucho en común con los glaciares tradicionales.

En la Tierra se encuentran glaciares de sal, los más famosos de los cuales se encuentran en las montañas Zagros en Irán. «Estos son glaciares en términos de su morfología y los procesos que los forman, aunque el material es diferente de lo que normalmente asociamos con un glaciar», dice la glacióloga Uliana Horodyskij-Pena, fundadora de Science in the Wild en Boulder, Colorado. .

Son glaciares en cuanto a sus características morfológicas y a los procesos que los forman, aunque el material es diferente al que normalmente asociamos a un glaciar.

Ulyana Horodyskij-Pena, fundadora de Science in the Wild en Boulder, Colorado

En la Tierra, se producen cuando las fuerzas tectónicas comprimen los depósitos de sal subyacentes en forma de columnas que suben a la superficie, a medida que la sal fluye lentamente cuesta abajo. En Mercurio, se forman cuando los impactos exponen depósitos de sal que se esconden en las paredes del cráter o en el pico central del cráter, dice Alexis Rodríguez, científico planetario del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA y autor principal del artículo. papel en Revista de ciencia planetaria. Luego, la sal se aleja de las pendientes recién formadas, produciendo glaciares que se pueden ver en las imágenes de la nave espacial MESSENGER de la NASA, que orbitó Mercurio de 2011 a 2015.

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Pero, ¿de dónde viene la sal de Mercurio? Las sales son volátiles, lo que significa que una vez expuestas a la superficie, se evaporan gradualmente (un proceso que el equipo de Rodríguez puede ver que ocurre a través de pequeñas «cavidades» que perforan las superficies de los glaciares). Los científicos han creído durante mucho tiempo que Mercurio, extremadamente caliente y de gravedad relativamente baja, perdió todos sus volátiles en el espacio muy temprano en su historia. La presencia de glaciares salados demuestra que esto es falso.

La respuesta aún se está investigando, dice Rodríguez, pero una posibilidad es que algunos de los volátiles primordiales de Mercurio que escaparon de su interior quedaron atrapados en sus escombros masivos (una capa de roca rota creada por impactos repetidos) cuando esos escombros fueron cubiertos por una capa. de material de grano fino, creando efectivamente lo apaga.

Luego, un gran cataclismo -tal vez uno volcánico masivo- rompió la capa y liberó gases todos a la vez. «Así que hay un proceso de acumulación gradual y luego una liberación muy repentina», dice Rodríguez. Esto pudo haber producido una protoatmósfera que luego se congeló durante la noche de 87 días del planeta. Luego, los volcanes posteriores cubrieron estos depósitos antes de que se evaporaran en el espacio. «Esa es una posibilidad», dice Rodríguez.

Otra posibilidad, dice, es que Mercurio estuviera cerca de un gran cuerpo helado del sistema solar exterior. Pero en lugar de golpear a Mercurio directamente (un impacto gigante que habría dejado un impacto aún detectable en el campo gravitacional de Mercurio), ese objeto se rompió en pequeños pedazos que cayeron a la superficie, transportando suficientes volátiles para formar la atmósfera inicial de esa manera. .

Mientras tanto, los glaciares de Iris…

Iris es Uno de los planetas enanos más grandes conocidos del sistema solar.. Tiene aproximadamente el mismo tamaño que Plutón, pero pasa la mayor parte de su órbita al menos 1,7 veces más lejos del Sol.

Iris es Uno de los planetas enanos más grandes conocidos del sistema solar.. Tiene aproximadamente el mismo tamaño que Plutón, pero pasa la mayor parte de su órbita al menos 1,7 veces más lejos del Sol.

Los glaciares de Iris son muy diferentes. Se encuentra completamente debajo de la superficie de la Tierra y, en lugar de fluir hacia abajo en respuesta a la gravedad, sube y baja a través de su interior, transportando calor desde su núcleo, de manera muy similar a como lo hacen las columnas del manto en la Tierra.

Fueron descubiertos modelando la dinámica orbital de Dysnomia, la luna de Eris, de 615 kilómetros de ancho, dice Francis Nimmo, científico planetario de la Universidad de California, Santa Cruz, y coautor del artículo. papel en Avance de la ciencia.

Nimmo dice que este trabajo de investigación se basó en dos descubrimientos. La primera es que Eris y Dysnomia están unidas por mareas, lo que significa que cada una siempre vuelve la misma cara hacia la otra, algo que eventualmente les sucederá a la Tierra y a la Luna, pero no por mucho tiempo.

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El segundo descubrimiento fue una medición de la masa de Dysnomia, que el coautor de NEMO, Michael Brown, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, obtuvo a partir de mediciones ultraprecisas del movimiento de Eris en respuesta a la gravedad de Dysnomia, tomadas con el radiotelescopio gigante ALMA. en Chile.

Basándose en esto, Nemo y Brown pudieron modelar cómo tendría que ser el interior de Eris para permitir que su compañero mucho más pequeño en la historia del sistema solar lo limitara por las mareas (Eris tiene 2.326 kilómetros de diámetro). ).

Descubrieron que para que esto sucediera, Iris tenía que ser «más blanda de lo que cabría esperar», dice Nimmo. Esto significa que Eris se calentó lo suficientemente temprano en su historia como para que las rocas cayeran en su centro para formar su núcleo, mientras que el hielo se elevaba para formar un manto.

Descubrieron que para que esto sucediera, Iris tenía que ser «más blanda de lo que cabría esperar».

Por lo tanto, este manto había comenzado a alejar calor del núcleo y en el proceso fluyó de manera muy similar al hielo glacial. «La única diferencia es que en el caso de un glaciar, lo que le afecta es que la gravedad lo empuja colina abajo, mientras que en Iris lo que sucede es que el hielo se calienta y se vuelve flotante», dice Nimmo. «Pero el movimiento del hielo es el mismo en ambos casos».

Todo esto es maravilloso en sí mismo porque significa que los glaciares son mucho más diversos y comunes de lo que la gente jamás imaginó. «Predigo que un día en un futuro lejano encontraremos un mayor alcance cuando podamos explorar en detalle los planetas que rodean otras estrellas», dice Alan Stern, investigador principal de la nave espacial New Horizons de la NASA, que anteriormente descubrió glaciares de nitrógeno en Plutón. .

“Es como si la naturaleza encontrara una manera [to produce] “Líquido en movimiento”, añade Nemo. “El fluido cambia a medida que te mueves por el sistema solar, [but] Es casi como si dondequiera que vayas hubiera algo de material fluyendo en escalas de tiempo geológicas interesantes. lo esperaba [under the right conditions] El argón en la atmósfera se congelará y entonces es posible que se formen glaciares de argón.

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Pero también hay implicaciones para la astrobiología, porque la presencia de estos glaciares significa que tanto el helado Eris como el soleado Mercurio podrían haber sido habitables para la vida tal como la conocemos.

Históricamente, los astrobiólogos pensaban en la habitabilidad de un planeta en términos de su «zona de ricitos de oro» definida por su distancia a su estrella. Si se acerca demasiado, el agua de la superficie hierve. Demasiado lejos y se congelará. Sólo en el medio se creía posible el agua líquida, y sin agua líquida la vida tal como la conocemos no podría existir.

Pero este concepto es demasiado estrecho de miras, dice Rodríguez, porque también existe una zona templada vertical. Cualquiera que haya realizado un recorrido por las cuevas comprende el meollo del asunto. Cualquiera que sea la temperatura en la superficie, la temperatura bajo tierra es mucho más moderada, hasta que llegas muy profundo y encuentras el calor que se eleva desde el interior de la Tierra.

Es como si la naturaleza encontrara una manera [to produce] fluido en movimiento

Francis Nimmo, científico planetario de la Universidad de California, Santa Cruz

Esto significa que en muchos mundos existe un reino en algún lugar entre la superficie y el núcleo, donde las temperaturas son adecuadas para la vida tal como la conocemos. “Tienes que pensar [in terms] «Es un nicho habitable», dice Rodríguez.

Por supuesto, lo que se necesita es una fuente de agua líquida. En el caso de Mercurio, esto puede presentarse en forma de agua atrapada en cristales de sal. El hielo esponjoso de Eris puede contener (o alguna vez tuvo) bolsas de agua. «Definitivamente hay suficiente energía disponible para derretir algo de hielo», dice Nimmo. Esto no significa que estos lugares realmente alberguen vida. «No estamos diciendo que haya vida en Mercurio, o que exista la posibilidad de que exista», dice Rodríguez. «Estamos hablando de habitabilidad».