Dinámica de los mundos oceánicos es probablemente controlada por su rotación         

 

Por Morgan Rehnberg, Unión Geofísica Americana

09 de mayo de 2022.

La nave espacial Cassini de la NASA capturó Europa situada frente a Júpiter. La morfología dominada por la rotación del océano de Europa puede resultar en una circulación que se asemeja a las famosas franjas rojas y blancas de Júpiter. Crédito: NASA/JPL/SSI.

 

Descubrir que muchas de las grandes lunas del Sistema Solar exterior pueden albergar importantes océanos subterráneos de agua líquida ha sido un avance clave en la ciencia planetaria. Estas lunas representan algunos de los hábitats más prometedores para la vida más allá de la Tierra, pero su naturaleza oculta dificulta el estudio directo.

 

Estos océanos parecen tener decenas o incluso cientos de kilómetros de profundidad, delimitados en la parte superior por una gruesa capa  de hielo y en el fondo por una fuente de calor geotérmico. Un elemento clave para comprender su naturaleza es deducir los patrones de circulación oceánica, porque es el océano el que transporta el calor, la sal y las biofirmas potenciales a la superficie, donde podrían ser detectadas por futuras misiones espaciales.

 

Aunque algunos estudios previos han simulado la dinámica de los océanos bajo la superficie, esos cálculos se han basado en parámetros que  están poco limitados por las observaciones. En un nuevo estudio publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets, Bire et al siguieron un enfoque novedoso al presentar sus simulaciones en términos de un número adimensional: el número natural de Rossby, que es una relación entre el flujo de flotabilidad, la tasa de rotación de la luna y profundidad del océano, para la cual existen restricciones de observación.

 

Los autores presentan una serie de simulaciones que exploran un amplio rango de parámetros de la profundidad del océano, la tasa de  rotación de la luna y el flujo de calor impulsor. En el régimen de pequeños números de Rossby probablemente apropiado para lunas heladas, la tasa de rotación de la luna simulada tiene un fuerte efecto en la dinámica del océano subterráneo. Esto contrasta con el modelo actualmente aceptado.

 

De acuerdo con los argumentos arraigados en la bien entendida dinámica de fluidos giratorios en una capa esférica, la circulación del océano  se divide en dos regiones. En latitudes más altas, las columnas de convección se extienden hacia arriba paralelas al eje de rotación de la luna desde abajo hacia arriba. Pero en latitudes más bajas, el agua se transporta alrededor de la luna longitudinalmente e interactúa con menos fuerza con el fondo del océano. Este patrón de flujo probablemente amortigua la eficiencia con la que el calor geotérmico de las profundidades de la luna se puede transferir a través del océano hasta la superficie. Por lo tanto, las regiones ecuatoriales son menos eficientes que las regiones polares en el transporte de calor, con implicaciones importantes para el espesor de la capa de hielo en la superficie.

 

Según los autores, la turbulencia creada por el proceso convectivo global probablemente condujo a la creación de bandas de corrientes  oceánicas alternas, similar al mecanismo que genera las zonas y cinturones de colores que se encuentran en la atmósfera de Júpiter. De hecho, el patrón de circulación general que se encuentra dentro de los océanos de estas lunas exteriores del Sistema Solar puede tener una similitud notable con la del padre joviano.

 

Fuente:

https://phys.org/news/2022-05-dynamics-ocean-worlds-rotation.html