Si en el artículo Por qué los satélites de Júpiter son como son hablábamos de por qué los satélites jovianos pueden ser tan radicalmente diferentes, hoy nos vamos a centrar en Europa, un cuerpo fascinante desde el punto de vista de la geología y la astrobiología.

No es casualidad este interés. Cuando miramos a este satélite lo que vemos es un cuerpo que podría contener un océano de agua líquida -subterráneo- con un volumen de alrededor del doble del de los océanos terrestres. Eso sí, encerrado bajo una corteza de hielo bombardeada por la radiación de Júpiter.

Pero, ¿hasta que profundidad llega esa corteza? A lo largo de las últimas décadas, ha habido muchos cálculos basados en distintos datos indirectos y las estimaciones han ido desde unos pocos kilómetros hasta más de treinta. Y responder a esta cuestión es importantísimo, porque el espesor nos indica si el océano interactúa con la superficie permitiendo intercambio de nutrientes y otros elementos necesarios para la vida.

La historia de hoy comienza con la llegada de la sonda Juno al sistema joviano en 2016. La misión, en principio, no tenía previsto estudiar las lunas heladas con tal nivel de detalle, pero uno de sus instrumentos -el radiómetro de microondas (MWR)-, diseñado para estudiar la atmósfera de Júpiter, fue también usado para intentar recabar datos sobre la corteza de Europa durante un sobrevuelo cercano, obteniendo unos datos muy interesantes.

Y bueno, ¿qué es lo que ha “visto” exactamente este instrumento? Para simplificar, lo primero que ha podido estudiar es la temperatura del hielo en profundidad. Si pensamos en las temperaturas que esperamos, la superficie del océano estaría a unos 273ºK, mientras que la superficie del hielo de la corteza estaría a tan solo 100ºK. Por lo tanto, la temperatura del hielo tendría que aumentar conforme vamos descendiendo hacia las profundidades de la corteza. Si este hielo estuviese formado por un bloque sólido y con las mismas propiedades en todas partes, la Juno habría visto una subida gradual de la temperatura de arriba hacia abajo.

Pero eso no es lo que vieron, sino que encontraron una estructura mucho más compleja algo que, por otro lado, no era descartable. Para poder interpretar los datos obtenidos, los científicos han tenido que usar un sofisticado modelo de transferencia radiativa -un modelo matemático que estudia transferencia de energía y su interacción con la materia que atraviesa- para transformar las señales de microondas en una estructura física.

La consecuencia es una nueva estimación del grosor de la corteza de hielo de Europa. Suponiendo que esté hecha de agua pura, los datos obtenidos son consistentes con una corteza de hielo de 29±10 kilómetros de espesor. Estas medidas se sitúan en el margen superior de las estimaciones más aceptadas por la comunidad científica.

Pero ojo, aquí hay otro detalle importantísimo: si debajo de esta capa existiese otra de hielo más cálido y convectivo -algo que no es descartable- habría que añadirla a esta estimación, por lo que probablemente estemos hablando de que esta sería el límite inferior de la horquilla de posibilidades.

Este hallazgo tiene grandes implicaciones desde el punto de vista de la geología. El flujo de calor que implica una corteza de este espesor coincide con los modelos de calentamiento por mareas, el origen de una parte importante de la energía interna del satélite, encargada de mantener el océano líquido y alimentar los procesos geológicos.

Y hay un detalle más: el instrumento MWR ha permitido a los científicos estudiar la textura interna de la capa de hielo. Y a partir de estos datos han observado zonas donde el hielo está bastante alterado, lo que en otros momentos ha llevado a especular sobre la posible existencia de lagos subterráneos, bolsas de salmuera o sistemas de grandes fisuras.

Esto se ha visto a partir de la aparición de elementos “dispersores”, discontinuidades en el hielo como fisuras, huecos o poros. Analizando como las distintas frecuencias dispersaban la radiación, el equipo pudo deducir que estos defectos en la capa de hielo son relativamente pequeños, con un tamaño característico de apenas unos centímetros.

Además, estos no estarían distribuidos por la corteza de una manera homogénea, sino que estarían concentrados en la parte superior, hasta unos pocos cientos de metros de profundidad. La fracción del volumen de hielo que ocupan es poca, y va haciéndose menor conforme profundizamos.

Este último detalle, que nos puede parecer un poco técnico, podría tener fuertes consecuencias de cara a la habitabilidad de Europa. Para que este cuerpo tuviese la posibilidad de albergar vida, es muy probable que su océano subterráneo necesitara un suministro de oxidantes y nutrientes generados en su superficie por el efecto de la radiación. Si la capa de hielo está plagada de grandes sistemas de fisuras, fallas o sistemas de poros interconectados, estos materiales podrían llegar hasta el océano.

Sin embargo, los hallazgos de este estudio sugieren que no es el caso. El escaso volumen, el pequeño tamaño y la poca profundidad a la que aparecen, indican que es poco probable que las fracturas que se ven en la superficie sean capaces por si solas de generar un intercambio de elementos y compuestos con el océano, mostrando la imagen de una Europa cuyo exterior e interior están desconectados y, que las formas geológicas que vemos y que nos indican cierta actividad, podrían en realidad encontrarse sobre kilómetros de hielo sólido y aislante.

Los cálculos están basados en la asunción de que el hielo de la corteza es de agua pura, pero la presencia de sales en este hielo podría cambiar el ajuste del modelo. De hecho, si asumimos un hielo con unos 15 mg de sal por kilo de hielo -parecido a la composición del hielo de los mares terrestres- la capa de hielo se reduciría 5 kilómetros, aunque seguiría dentro del margen de incertidumbre de los 10 kilómetros que han obtenido los científicos, por lo que la corteza seguiría siendo gruesa.

Estos hallazgos representan un avance francamente importante. Hemos pasado de ver los grandes sistemas de fracturas de Europa en una imagen a conocer el gradiente de temperaturas de toda la capa de hielo. Y lo que surge es una capa estable, gruesa y que aísla al océano del vacío del espacio. Si bien esto confirma que el océano está bien protegido, también sugiere que está más aislado de lo que esperaban los modelos más optimistas.

La vía para que sea un mundo habitable -el intercambio de materia y energía desde fuera hacia adentro- parece ser, a la vista de estos datos, complicado al no observarse una continuidad de los sistemas de fracturas desde el exterior al interior. Este hecho no elimina de un plumazo la posibilidad de que sea un mundo habitable, ya que podría haber otros mecanismos no detectados en este sobrevuelo, como regiones que puedan estar geológicamente activas o el papel de los impactos en facilitar ese intercambio.

Habrá que esperar a las futuras misiones JUICE y Europa Clipper que nos podrán aportar nuevos y mejores datos -al fin y al cabo, Juno no estaba preparada para esto- y confirmar o refinar estas medidas. Y, por supuesto, a abrir nuevas preguntas e interrogantes.

Referencias:

Levin, S. M., Zhang, Z., Bolton, S. J., Brown, S., Ermakov, A. I., Feng, J., Hand, K., Misra, S., Siegler, M., Stevenson, D., McKinnon, W., & Akiba, R. (2025) Europa’s ice thickness and subsurface structure characterized by the Juno microwave radiometer Nature Astronomy doi: 10.1038/s41550-025-02718-0

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.