Otro jarro de agua fría para Europa

Cuando hace poco tiempo escribí “Un jarro de agua fría para Europa”, no era consciente de que poco tiempo después se publicaría otro nuevo estudio científico hablando de la dificultad de poder muestrear el agua del océano subterráneo que existe en el satélite joviano. Y créanme, para mi es un jarro de agua fría multiplicado por dos, por eso también me hago eco de este otro estudio.

Como hemos recordado en anteriores ocasiones, Europa, el satélite de Júpiter, es uno de los lugares con mayor potencial e interés astrobiológico de nuestro Sistema Solar gracias a la existencia de un océano de agua líquida bajo su superficie, “enterrado” bajo kilómetros de hielo que tienen la función de “corteza” del satélite.

Hoy por hoy, muestrearlo directamente es tecnológicamente imposible. Pero, en ocasiones, la naturaleza nos ofrece algunos atajos que podrían ayudarnos a conocer la química de este océano y quizás observar si hay pistas que apunten a la existencia de vida en su interior. Estos atajos serían, por ejemplo, la posibilidad de que el agua ascienda a través de sistemas de fracturas a su superficie, como ocurre en el caso de Encélado, satélite de Saturno, dando lugar a géiseres. Así sería mucho más fácil de poder estudiarlo sin necesidad de tener que llegar a su interior.

En las últimas décadas, los científicos habían hecho una interesante propuesta sobre donde poder encontrar muestras de esta agua procedente del océano. Estas aguas podrían haber ascendido a través de sistemas de fracturas existentes en el hielo de una manera similar a la que el magma se mueve por la corteza terrestre. Estas fracturas rellenas de agua -y similares a los diques magmáticos- podrían alimentar reservas de agua en capas horizontales -que llamaríamos sills en el argot volcánico- y que se encontrarían a pocos kilómetros de profundidad bajo el hielo.

El calor y la presión producidos por estas capas de agua podrían deformar el hielo que tendrían por encima y producir algunas de las formas del terreno más extrañas que observamos en Europa: terrenos caóticos -también existentes en Marte, por ejemplo-, pequeños relieves oscuros conocidas como lenticulae o los sistemas de fracturas más o menos rectos que cruzan su superficie, entre otros.

Si esta idea es correcta, a poca profundidad -aunque no despreciable-, el hielo, debería contener muestras del océano. Esto sería muy valioso porque llegar a unos pocos kilómetros de profundidad es complicado, pero atravesar decenas de kilómetros lo es aún más. Un nuevo estudio publicado por Ojha et al. (2026) nos complica un poco más muestrear las aguas de este océano afirmando que quizás esta conexión entre el océano profundo y la superficie no es tan habitual o es mucho más limitada que lo que pensábamos.

De hecho, el agua que asciende a través de las fracturas tiene más posibilidades de congelarse y taponar los sistemas de fracturas que llevar los enormes volúmenes de agua necesarios -hablaremos de este extremo más adelante- para provocar algunas de las formas del terreno que observamos en la superficie y que, además, son una muestra del rejuvenecimiento de Europa.

Volvamos a la analogía del magma. A simple vista, nada que objetar. La roca fundida asciende por la corteza, entre otras cosas, porque tiene una menor densidad que las rocas que la rodean. Pero el agua se comporta de una manera muy diferente dentro de un satélite cuya corteza no es de roca, sino de hielo. Esto se debe a que el agua es más densa que el hielo, por lo que, de manera normal, no flota “hacia arriba” -ya sé que no es necesario apostillarlo- a través de la corteza del hielo. Para poder ascender necesitaría de un gradiente de presión o de la existencia de gases disueltos que la empujen a moverse.

El magma tiene otra ventaja frente al agua, y es que puede permanecer parcialmente fundido en un rango importante de temperaturas, pero el agua o la salmuera que existe en Europa ya se encuentra muy cerca de su temperatura de congelación, dejando muy poco margen para su movimiento. Una pequeña pérdida de calor puede transformar un líquido -en este caso el agua- que fluye en una mezcla de hielo y agua, como un espeso granizado y acabar cerrando las fracturas por las que se mueve.

Para intentar comprender mejor como funcionaría el interior de Europa y el fenómeno de migración del agua hacia la superficie, los científicos de este artículo han trabajado con una serie de modelos matemáticos de movimiento de fluidos, transferencia de calor y congelación. Han simulado el agua moviéndose a través de estrechos conductos -las fracturas- formados por un hielo mucho más frío.

Los primeros cálculos que realizaron sugerían la existencia de un flujo laminar muy suave y ordenado, siendo deliberadamente muy optimistas. Sin una mezcla turbulenta, el calor se transfiere desde el agua hacia las paredes de las fracturas lentamente. Estos cálculos permitieron estimar la mayor cantidad de agua que podría pasar por las fracturas antes de que la propia congelación del agua las cerrase.

Los investigadores exploraron conductos de entre 10 centímetros y 1 metro de diámetro, donde el agua se movía entre 5 y 20 metros por segundo y con temperaturas del hielo situadas en una horquilla que iba de -73 °C a -133 °C, un gradiente de temperaturas que va desde un caso más extremo a un caso más favorable para que el agua circule perdiendo menos calor.

¿Qué cantidad de agua necesitamos para formar los relieves más modestos de los que hemos hablado anteriormente? Una barbaridad. Basándose en las dimensiones y topografía de estas, las estimaciones hechas por los científicos se movían entre mil y diez mil millones de metros cúbicos de agua. Las formas más grandes necesitarían muchísima más. Para que se hagan una idea -yo he tenido que hacer el cálculo- los diez mil millones de metros cúbicos de agua dan para llenar el lago Ness y que aun te sobre un tercio.

Si hacemos los cálculos para una fractura de un diámetro de diez centímetros, la cosa funciona muy mal. Con un hielo a -133 °C, el agua se va congelando y al mismo tiempo va estrechando la fractura hasta cerrarla en tan solo dos horas. Incluso aunque el hielo estuviese a -73 °C, la fractura tardaría en cerrarse seis horas. Si bajamos el punto de congelación del agua y aumentamos su velocidad, el escenario cambia poco.

Bajo el escenario más favorable calculado por los científicos, transportar mil millones de metros cúbicos requeriría una fractura vertical que de lado tuviese 70 kilómetros por los diez centímetros de ancho, una forma realmente extraordinaria, mucho más larga y delgada que los diques volcánicos que conocemos en la Tierra.

Bajo unas condiciones de temperatura más realistas, un dique único necesitaría tener 200 kilómetros de largo para poder transportar ese volumen de agua, o 2000 kilómetros para transportar diez mil millones de metros cúbicos. Este transporte de agua también podría hacerse, en vez de con una sola fractura, con cientos o miles funcionando al unísono como un sistema, pero estos números también resultan algo grandes si los comparamos con lo que conocemos de la geología terrestre.

En cambio, si el conducto tuviese un metro de diámetro, ya nos daría volúmenes más razonables. En el caso donde el hielo estuviese a mayor temperatura, -73 °C, podría seguir abierto durante 23 días, pero a -133 °C duraría tan solo una semana. Estos tiempos de congelación y cierre de los diques permiten longitudes de fracturas más razonables para transportar los volúmenes de agua necesarios para la formación de los relieves. Pero también se puede morir de éxito: si el agua se mueve rápidamente pasaríamos de régimen de flujo laminar a uno turbulento y eso cambia mucho las cosas.

Porque la turbulencia, en este caso, altera el cálculo de la transferencia de calor. En un flujo laminar, se forman capas de agua más fría y relativamente estables cerca de las paredes de hielo que forman el dique, de tal manera que aísla parcialmente el interior, dejando un agua más cálida circular por su centro. En cambio, los remolinos turbulentos alteran continuamente la formación de estas capas, provocando que el agua más templada entre en contacto con las paredes y permitiendo que el agua más fría fluya hacia el centro del dique, finalmente haciendo que la columna de agua pierda calor muy rápidamente.

Este efecto tampoco consigue que el agua se congele de golpe formando un tapón. Lo más probable es que primero ocurra la supercongelación, un proceso por el cual la temperatura del agua líquida cae por debajo de su temperatura normal de congelación sin volverse sólida de manera inmediata. Pequeños cristales de hielo sólidos comienzan a formarse en el interior del flujo turbulento donde chocarían los unos con los otros, formando pequeños racimos porosos de hielo.

La caída de la temperatura en el agua es lo suficientemente importante bajo el flujo turbulento como para empezar este proceso de formación de hielo. Esto provoca, a su vez, un importante aumento de la viscosidad por la acumulación de cristales de hielo que acaba atascando el paso del agua.

O, dicho de otra manera, la turbulencia que ayuda a que el agua se mueva y se mezcle, también provoca que la fractura destruya su propia capacidad de llevar agua. Ojo, y estamos hablando de fracturas planas. Si estos diques tienen una pared más en forma de “dientes de sierra” la turbulencia podría ser mayor y generar una pérdida mayor de temperatura. Este último caso no sería de extrañar, ya que las fracturas pueden tener formas complejas.

La conclusión: Que igual tenemos que reinterpretar la geología de Europa. El estudio no cierra la puerta a la existencia de reservas de agua líquida a poca profundidad bajo la superficie, ni tampoco a que el agua no se pueda mover a través del hielo. Lo que hace es complicar la posibilidad de que se muevan grandes volúmenes de agua directamente desde el océano a través de diques muy largos que se mantengan abiertos durante mucho tiempo. En cambio, los autores no descartan la teoría de que puedan existir pequeñas bolsas de agua líquida a nivel local cuando la deformación provocada por las mareas, la fricción u otras fuentes de calor sean capaces de fundir parte de la corteza del hielo a poca profundidad de la superficie.

Este pequeño matiz resulta muy importante de cara al interés astrobiológico de Europa: una reserva de agua creada a partir del océano puede guardar información de las sales que contiene, la existencia de compuestos orgánicos y la actividad biológica -si la hay- del océano.

En cambio, una bolsa de agua producida por la fusión del hielo de la corteza puede tener una composición muy diferente y marcada por los materiales atrapados en el propio hielo, pero no decirnos nada del océano. Así que encontrar agua a poca profundidad en Europa va a requerir de un análisis exhaustivo para conocer su verdadero origen y no llevarnos sorpresas desagradables.

Aun así, hay margen para la esperanza, ya que no conocemos con exactitud la temperatura y salinidad de su océano y, si fuese más cálido o salino de como actualmente lo muestran los modelos, quizás podría permitir el ascenso de las salmueras durante más tiempo, dándonos algo de esperanzas para poder muestrear su océano sin tener que excavar demasiado.

Referencia:

Ojha, L., Barik, A., & Buffo, J. (2026). Limited direct fluid exchange between the deep subsurface ocean and the shallow subsurface environment of Europa Nature Astronomy doi: 10.1038/s41550-026-02918-2

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