El pH del océano de Encélado

Encélado, la luna de Saturno, es uno de los mundos más interesantes del sistema solar gracias a la presencia de un posible océano de agua bajo la corteza de hielo de su polo sur. A diferencia del supuesto océano de Europa, satélite de Júpiter, podemos estudiar el de Encélado directamente gracias a los géiseres de vapor y hielo que tan famosa han hecho a esta luna. Es decir, en el futuro seremos capaces de conocer la composición detallada de este océano simplemente haciendo pasar una sonda a través de los chorros. Pero mientras llega ese -lejano- momento, nada impide que se creen modelos en función de los datos que ya tenemos cortesía de la sonda Cassini. Y es que a veces nos olvidamos que el océano de Encélado es el primer cuerpo de agua líquida fuera de la Tierra que estamos estudiado con nuestros ingenios espaciales en este preciso momento.

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Los famosos géiseres del polo sur de Encélado (NASA/JPL).

La variable más importante para entender la química de este océano es su pH. Obviamente, no podemos medir directamente su valor desde fuera, pero a cambio disponemos de las medidas de la sonda Cassini sobre la abundancia de dióxido de carbono en los chorros realizadas por el espectrómetro INMS. A partir de estos datos se ha estimado que el pH del océano de Encélado debe ser de 11-12, o sea, muy alcalino. Si esto no nos llama mucho la atención, debemos recordar que el pH de los océanos terrestres es de 8 aproximadamente. Es decir, el océano de Encélado se parecería más a los lagos alcalinos de la Tierra que a los mares salados que todos conocemos. ¿A qué se debe esta diferencia? Pues porque, aunque el cloruro de sodio (NaCl) es -como en la Tierra- la especie más común que se halla disuelta en el océano, también hay importantes cantidades de carbonato de sodio (Na2CO3).

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Cálculo del pH del océano de Encélado en función de los datos de CO2 de la Cassini (C. Glein et al.).

Este carbonato se generaría a través de la serpentinización (que se produce cuando el agua caliente pasa a través de la roca), pero no tenemos forma de saber si este proceso geológico sigue activo en Encélado. Por otro lado, el alto pH sugiere que no existen procesos que mezclen el hielo superficial de la corteza con el océano y que el fondo del mismo no ha estado en contacto con lavas basálticas, lo que impone un límite superior a la actividad interior de esta luna y está en acuerdo con los modelos que abogan por la ausencia de vulcanismo de silicatos. En este sentido vale la pena señalar que se cree que Europa sí tiene un interior diferenciado con un núcleo metálico y rocas basálticas en el fondo de su océano.

En lo relativo al pH, el océano de Encélado es totalmente compatible con la vida tal y como la conocemos. La serpentinización en fuentes hidrotermales es de hecho un mecanismo geológico que a veces se invoca como un paso decisivo para explicar la aparición de la vida en la Tierra. Eso sí, el elevado pH es incompatible con muchos microorganismos actuales. De existir, las formas de vida de Encélado podrían parecerse a las bacterias anaerobias metanógenas y acetógenas (cuyo metabolismo reduce el dióxido de carbono a metano y a acetato, respectivamente).

Huelga decir que estamos ante un modelo muy rudimentario del océano de Encélado, pero lo sorprendente una vez más no es lo poco que sabemos, sino que seamos capaces de estudiar un mar subterráneo situado en una pequeña luna a 1500 millones de kilómetros de distancia.

Referencias:


19 Comentarios

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JorgeJorge

En un libro de Nicholas Lane, “Los diez grandes inventos de la evolución”, se dan varias referencias a

JorgeJorge

Al origen de la vida en la Tierra se dio en chimeneas alcalinas, que se originaron también con el proceso de serpentinización. El pH alcalino y la serpentinización son buenos indicativos de que las condiciones de Encelado son las de una olla con todos los ingredientes, esperemos que en un futuro baste para que haya salido bien la receta.

Stewie GriffinStewie Griffin

Para hacerse una idea, un pH ~12 viene a ser el de la lejía (solución de hipoclorito de sodio). De todos modos, me gustaría estar tan seguro como ellos de que los chorros de agua realmente no “lavan” químicamente a través de la grieta por la que se fugan, es decir, que lo que estamos midiendo contiene parte de las capas que el vapor cruza en su fuga.

albalb

La lejia no es buen ejemplo. Si la lejia es corrosiva y esteriliza todo lo que pilla no es por ser alcalina sino por ser muy oxidante

Stewie GriffinStewie Griffin

Es lo que todo el mundo tiene en su casa. Desde luego es más común que las disoluciones domésticas de amoníaco, que total iban a tener el mismo “problema” (pKa del amoníaco 9 y pico, el hipocloroso 7,5 si no recuerdo mal). A fin de cuentas, una sustancia oxidante es la que se reduce, lo que pasa en la lejía es esto:

NaClO + H2O → Na⁺ + Cl⁻ + 2 HO·

Los radicales hidroxilo pues siguen a lo suyo,

4 HO· → 2 H2O + O2

Obviamente la capacidad “desinfectante” de todas estas sustancias (incluyendo el oxígeno final que queda disuelto) es bastante contundente, y su acción conjunta más complicada que la que tendrían por separado.

Todo esto son discusiones académicas porque no sabemos qué entorno químico existe allí. Pero si hay agua (una “poca”…), un pH equivalente al que se cita es literalmente el mismo que tienes en un bote de lejía, a efectos de pH. Es decir, cualquier estructura macromolecular va a tener los mismos “problemas cinéticos” (de estabilidad, obviamente) aunque con iones distintos, eso ya no lo sé.

Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

Perfecto, entonces podríamos decir que hay algunas posibilidades muy remotas de que existiese vida microbiana y extremófila en Encelado, pero si suponiendo que la vida surgió ahí de la misma manera que aquí, solo que en la tierra se fueron dando cambios climatológicos que hicieron que la vida evolucionara a lo que hoy conocemos, bien podríamos suponer que en Encelado la vida evolucionó en formas más complejas (multicelulares) adaptadas a las condiciones alcalinas que allí reinan, o sea que podríamos encontrar peces alcalinos. Es un mundo maravilloso ¡!!

HUGO PACILIOHUGO PACILIO

no perdamos la esperanzas , quizás la búsqueda de posible vida extraterrestre este allí cerca, aunque sea vida microbiana ….. soñar no cuesta nada …….

AgüimenseAgüimense

JaJaJa. Que bueno lo de los peces alcalinos Horacio. Mandamos una sonda con un brazo para taladrar el hielo, una tanza, y un balde, y a pescar peces alcalinos. Lo que no se es qué le pondremos de carnada. Ahora en serio, interesantísimo el tema Daniel. ¿Hay datos sobre el grosor de la capa de hielo bajo la cuál, se encuentra ése océano?. Un saludo.

Hilario GómezHilario Gómez

Pues estos datos son un aliciente más para que el proyecto HERA de la ESA vea la luz y se pueda trazar una trayectoria que intercepte Encelado… Aunque sería mejor que se convierta en un orbitador.

ManuelManuel

En realidad, ya estamos investigando otro cuerpo con agua líquida actualmente: Marte. Pero sí: es fascinante. ¡Lástima que no haya ninguna misión prevista!

josemijosemi

Parece que la propaganda del bando “marciano” en la NASA es muy efectiva, han logrado sembrar la confusion.

U-95U-95

Tantos blancos apetecibles en el Sistema Solar exterior -Europa, Encélado, Titán…-, y tan poco dinero destinado a investigación espacial (no a arreglar pufos de incompetentes, que luego pagamos con recortes.)

sino que seamos capaces de estudiar un mar subterráneo situado en una pequeña luna a 1500 millones de kilómetros de distancia.

Desde luego que sí, como también que pudiéramos aterrizar una pequeña sonda en otra luna a distancia similar.

JordiJordi

Pero de ahí a suponer que hay vida… es muy poca la luz del Sol que llega hasta ahí, es capaz la vida de desarrollarse sin el aporte de energía que proporciona el astro rey? (pregunta de novato)

Saludos

TxemaryTxemary

No soy un experto pero igual te ayudo. Si hablas en términos generales, el aporte energético del Sol puede sustituirse por otro como por ejemplo en el fondo del mar cerca de las chimeneas abisales, el calor de interior de la tierra “alimenta” esos ecosistemas, por lo que un vulcanismo o un efecto de Marea producido por orbitar un planeta gigante creo que podría servir. Ahora bien, si hablas de Encédalo concretamente, son estas fuerzas las que parecen ser (porque los modelos del interior de la luna no son completamente fiables) las que provocan los géiseres pero no se le supone vulcanismo propio. Ahora bien, si las fuerzas de marea generan suficiente calor, o si símplemente este escompletamente necesario no te lo se decir.

OscarOscar

Pues yo considero que el mejor lugar para buscar vida extraterrestre son las nubes de venus.

Tienen todo lo necesario:

– Gran potencial energético por parte del sol.
– Presión y temperatura confortables a determinada altura.
– Variedad de compuestos, algunos en desequilibrio químico.
– Fuertes vientos que le dan la vuelta al planeta en 4 días (ciclo diurno).
– Una densa atmósfera con cierta protección contra la radiación, que hay “algo” que absorbe la radiación UV.
– Actividad eléctrica, recuerden el experimento de Miller y Urey.
– Y aunque no surgiera la vida ahí, pudo haber llegado fácilmente desde la tierra en un meteorito, que hay organismos terrestres que en principio podrían sobrevivir y reproducirse en esas condiciones.

Empleando un dirigible se podría hacer una búsqueda extensa, fácil, rápida y barata. Por todo esto no entiendo la obsesión en darle prioridad a las rocas secas de marte o las congeladas lunas del sistema solar exterior, cuando la vida podría ser común el en planeta mas cercano al sistema Tierra-Luna.

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