Principia

En el sistema solar existen cuerpos celestes con océanos por debajo de su superficie helada, entre otros podemos encontrarlos en Europa y Encélado, satélites de los planetas gaseosos Júpiter y Saturno respectivamente. Lo mismo ocurre con el planeta enano Plutón. Cuando la sonda New Horizons de la NASA sobrevoló su superficie en 2015 descubrió una zona brillante con forma de corazón situada cerca del ecuador. Es en la zona izquierda de ese corazón bautizada como Sputnik Planitia, donde se halla un océano sumergido bajo una cubierta de hielo con una salinidad similar a la del Mar Muerto y de unos 100 km de profundidad. Ante este hecho, la hipótesis considerada por los científicos sería que para que se mantenga un océano líquido el planeta enano debería retener calor –o al menos no estar completamente congelado−, mientras que por otro lado para que fuese permanente el grosor de la cubierta de hielo debería ser baja su temperatura.

Ante tal contradicción, investigadores de las universidades de Hokkaido, Tokushima, Osaka y Kobe y del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, en colaboración con la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU.), parecen haber encontrado la explicación. Según la investigación publicada en la revista Nature Geoscience los investigadores proponen la existencia de una fina capa de gas debajo de la cubierta de hielo, que aislaría el océano y al mismo tiempo mantendría la zona superior helada e inmóvil. Dicha capa estaría formada por clatrato, o también llamado hidrato de gas, un sólido −hielo− en el que entre las moléculas de agua quedan atrapadas moléculas de gases.

El clatrato se forma en condiciones compatibles con las existentes en la capa intermedia entre océano y la cubierta de hielo: una temperatura por encima del punto de fusión del hielo, sometida a una presión suficiente debida a la cubierta de hielo superior, y cantidades de gas suficientemente altas. Se añade que este compuesto posee una conductividad térmica menor que la del agua y es más viscosa, teniendo como resultado propiedades aislantes. Propiciando  que por debajo de la capa exista un océano líquido con una temperatura cercana al punto de fusión del hielo, mientas que en su capa superior la temperatura sea mucho más baja, cercana a los  -230°C.

La investigación aporta una estimación en la que se compara la evolución térmica y estructural del interior de Plutón, según si existiese o no una capa aislante de hidratos de gas, desde la formación del sistema solar hace unos 4 600 millones de años. Así como el tiempo necesario para que el océano se congelase y la cubierta de hielo tuviese un espesor uniforme. Obteniéndose como resultado que sin una capa aislante el océano se habría congelado hace cientos de millones de años, mientras que con una capa aislante fina, la actual es de unos 30 km, no llega a congelarse. Además, para que se forme completamente una cubierta uniformemente espesa sería necesario un tiempo de un millón de años sin capa aislante, pero con ella más de mil millones de años. Confirmándose la posibilidad de la existencia de la capa de hidrato de gas y su compatibilidad con un océano por debajo de la superficie helada.

Fuente: Nature Geoscience.
Referencia: S. Kamata et al. 2019. Pluto’s ocean is capped and insulated by gas hydrates. Nature Geoscience