Si por algo se caracteriza la Tierra, pese a su nombre, es por la cantidad de agua que alberga. Supone alrededor de tres cuartas partes de su superficie. El planeta azul, que los astronautas aprecian con toda su riqueza cromática desde el espacio, contiene 1.332 millones de kilómetros cúbicos de agua si contamos toda la que albergan los océanos.

Ese preciado líquido es uno de los motores de la vida tal y como la conocemos. Aunque, a día de hoy, no hayamos descubierto otras formas de vida, lo cierto es que el agua y otras sustancias líquidas también podrían estar presentes en otros mundos. Y no nos estamos refiriendo a las moléculas atrapadas en cráteres de la Luna, sino a auténticos océanos.

Es algo que no debería extrañarnos ya que la esencia del agua se remonta al principio de los tiempos, literalmente. Una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. El hidrógeno se creó precisamente en el Big Bang, mientras que el oxígeno procede de los núcleos de estrellas más masivas que el Sol. Por eso mismo, existen enormes cantidades de agua en forma de gas en los grandes viveros estelares de nuestra galaxia. Como indica la NASA, los orígenes de nuestros océanos están en las estrellas.

«Los orígenes de nuestros océanos están en las estrellas»

En el caso de la Tierra, los impactos durante miles de millones de años de cometas y asteroides han ido enriqueciendo al planeta con agua. De hecho, los marcadores químicos del agua oceánica sugieren que la mayor parte proviene de asteroides. Cada vez son más las investigaciones que sugieren que podría existir hielo o incluso agua líquida en el interior de estos misteriosos objetos rocosos.

“Podría haber más candidatos a ser o a haber sido cuerpos con océanos, aunque las evidencias más firmes son las de Encélado (luna de Saturno), Europa, Ganímedes y Calisto (tres de las lunas de Júpiter)”, señala a El Ágora Olga Prieto Ballesteros, investigadora científica del departamento de Planetología y Habitabilidad del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

La misma idea comparte Jesús Martínez Frías, presidente de la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA), que se muestra cauto cuando hablamos de océanos. “Realmente no son evidencias inequívocas, sino inferencias. Hasta el momento, no se ha confirmado la existencia de agua líquida en ninguno de estos cuerpos planetarios, ni siquiera en Marte”, destaca a El Ágora el geólogo, que es experto en meteoritos y geociencias planetarias del Instituto de Geociencias (CSIC-UCM).

Agua, metano y otros compuestos químicos

Martínez Frías resalta que el agua podría encontrarse en todas las denominadas lunas heladas, como son Encélado, Europa, Ganímedes o Calisto. Esto se explica porque, según los modelos geodinámicos, la temperatura aumenta desde la corteza hacia el interior y el hielo es el principal constituyente en estos mundos. “No es raro que las litosferas interiores y el manto sean de agua líquida”, sostiene el geólogo.

Además de agua, en otros mundos lejanos podría haber otro tipo de sustancias líquidas como metano. Como comenta Prieto Ballesteros, “en realidad los océanos no deben ser de sustancias puras”. Y pone el ejemplo de Titán, la mayor luna de Saturno, puesto que se cree que en su superficie podría haber un océano con una mezcla de etano y metano.

“En el interior, el océano de Titán se supone que es una mezcla de agua con amoniaco”, afirma la geóloga planetaria. Otro ejemplo podrían ser las lunas de Júpiter y Encélado, cuyas soluciones acuosas parece que contienen sales, según la científica.

En todos estos casos nos estamos refiriendo a mundos situados a miles de millones de kilómetros pero, ¿qué hay de planetas aún más lejanos? ¿Podrían albergar océanos? Hablamos de los exoplanetas, que orbitan alrededor de estrellas diferentes a nuestro Sol.

Un equipo internacional de investigadores ha utilizado datos del telescopio espacial Kepler y de la misión Gaia y ha concluido que gran parte de los exoplanetas ya conocidos podrían contener hasta un 50 % de agua en diferentes formas.

Según el modelo desarrollado por los científicos y que presentaron en la conferencia Goldschmidt de Boston (Estados Unidos), aquellos planetas con un radio 1,5 veces mayor que el terrestre tienden a ser mundos rocosos, mientras que los que tienen un radio 2,5 veces mayor serán, probablemente, mundos acuáticos.

“En la actualidad no se conoce ningún exoplaneta que tenga océanos, pero en los últimos cinco años se han descubierto numerosos rocosos que son prometedores para futuros estudios con los que determinar si poseen océanos o no”, puntualiza a El Ágora Jacob Lustig-Yaeger, investigador del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos).

En opinión del científico, también en estos inhóspitos mundos los océanos podrían ser de sustancias diferentes al agua, como el metano y otros compuestos químicos. Eso sí, en el caso de que tuvieran masas de etano y metano líquidos como Titán, los exoplanetas estarían más lejos de la zona de habitabilidad de su estrella, ya que ambas sustancias necesitan bajas temperaturas para condensarse en estado líquido, como recuerda el experto..

Del pasado de Marte al presente de Plutón

Si viajamos atrás en el tiempo, hace miles de millones de años, Marte era parecido a la Tierra: tenía una atmósfera espesa, agua que fluía de forma abundante e incluso océanos. Pero al perder su campo magnético protector, se convirtió en un mundo completamente vulnerable a los efectos del Sol, especialmente, al potente viento solar y a las radiaciones –uno de los mayores obstáculos para la exploración humana–.

La misión MAVEN ha calculado que Marte continúa perdiendo su atmósfera a una velocidad de unos 400 kilogramos cada hora. Y algunas estimaciones sitúan la pérdida del agua que tenía hace miles de millones de años en un 87 %. La poca que queda podría estar congelada en los casquetes polares, en zonas fangosas o atrapada bajo el suelo.

“En Marte se ha confirmado la existencia de agua líquida en el pasado, pero no en la actualidad”, subraya Martínez Frías. “No lo llamaría océano. Lo que están detectando los sensores de radar son bolsas de materiales humedecidos, como barros o salmueras”, añade Prieto Ballesteros.

Otro mundo más lejano aún que dejó de ser un planeta, el pequeño Plutón, sí podría tener un océano subterráneo. Además, gracias a la misión New Horizons que lo sobrevoló en 2015, hemos descubierto parte de sus secretos, como la existencia de montañas que parecen estar cubiertas de metano helado.

Las lunas de Júpiter y Saturno

Dejando atrás planetas y planetas enanos, llegamos a las lunas de Júpiter y Saturno. Europa, Ganímedes y Calisto son tres satélites jovianos que podrían albergar océanos. En el caso de Europa, una gran masa de agua salada podría situarse bajo su corteza helada. El calentamiento de las mareas de Júpiter sería el responsable de mantener en estado líquido a este océano y también podría crear lagos en la capa exterior de la luna. El telescopio espacial Hubble ha captado espectaculares columnas de agua brotando en su superficie.

«Gran parte de los exoplanetas ya conocidos podrían contener hasta un 50% de agua en diferentes formas»

Ganímedes es la luna más grande del sistema solar y la única que tiene su propio campo magnético. Las últimas investigaciones apoyadas en datos del Hubble apuntan a que el satélite contenga un gran océano de agua salada subterráneo, mayor incluso que toda el agua que hay en la superficie de la Tierra. Se cree que podría tener varias capas de hielo y agua intercaladas entre su corteza y su núcleo.

En cuanto a Calisto, su superficie salpicada de cráteres se encuentra en la parte superior de una gruesa capa de hielo, de unos 200 kilómetros de espesor. El océano que podría albergar, de unos 10 kilómetros de profundidad, estaría bajo esa gruesa capa de hielo.

En este viaje por el sistema solar llegamos a las lunas de Saturno, en concreto, a Encélado, la que más evidencias tiene de contener una gran masa de agua. Los investigadores creen que en el polo sur del satélite, también bajo una gruesa capa de hielo, podría extenderse un océano de unos 10 kilómetros de profundidad. Este alimentaría los impresionantes géiseres que brotan en su superficie a través de profundas fisuras. La sonda Cassini sobrevoló estas columnas de agua y encontró hidrógeno.

«Ganímedes podría albergar un gran océano de agua salada subterráneo, mayor incluso que toda el agua que hay en la superficie de la Tierra»

Por último estaría Titán que, como hemos visto, en su superficie podría tener un océano que sería una mezcla de etano y metano. En su interior, el océano podría ser una mezcla de agua con amoniaco, según Prieto Ballesteros. Los científicos se debaten entre que sea delgado y esté situado entre capas de hielo, o grueso y que llegue hasta el interior rocoso de la luna.

Enigmas fuera del sistema solar

Más allá del sistema solar, los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas también podrían albergar grandes cantidades de agua aunque, a día de hoy, no se ha confirmado ninguno. La NASA apunta como posibles algunos de ellos, como HAT-P-11 b, situado a 120 años luz de distancia y que podría tener vapor de agua y cielos despejados, pero sería demasiado cálido para albergar océanos.

Otra posibilidad es Kepler-22b, situado en la zona habitable de su estrella, lo que permitiría la existencia de agua líquida en su superficie. Sin embargo, los científicos desconocen si el planeta tiene una composición rocosa, gaseosa o líquida.

También tendría potencial de albergar agua Kepler-452b, con un diámetro un 60 % mayor que el de la Tierra y ubicado en la zona de habitabilidad de su estrella, que es algo más grande y brillante que nuestro Sol. Por último estarían dos mundos situados también en zonas habitables: Kepler-62f y Kepler-62e.

Así se detectan los otros océanos

Volviendo al sistema solar, ¿cómo se detectan sustancias líquidas en estos mundos? “Las sondas nos proporcionan datos de composición gracias a los espectrómetros”, explica Martínez Frías. Estos instrumentos sirven para identificar la presencia de diferentes recursos, como minerales, polvo, vapor o elementos líquidos, y son muy utilizados en la exploración espacial.

Si los océanos están escondidos bajo la superficie, Prieto Ballesteros cuenta que se emplean métodos geofísicos indirectos. La científica pone el ejemplo de Júpiter. “Las impurezas han permitido la detección del océano en la señal distorsionada del campo magnético de Júpiter por las corrientes que inducen”, resalta. De hecho, bajo las nubes del gigante gaseoso los científicos creen que se oculta un océano subterráneo de hidrógeno metálico líquido, que sería el más grande de nuestro sistema solar.

“Los telescopios espaciales de próxima generación tienen la oportunidad de diseñarse hoy con el objetivo de detectar océanos en exoplanetas”

Otro método para detectar líquidos subterráneos son las observaciones directas. Por ejemplo, las estructuras criovolcánicas en superficie indican la presencia de fluidos en el interior, según Prieto Ballesteros. La sonda Cassini descubrió volcanes de hielo que expulsaban metano en Titán, lo que sería una prueba de la presencia de esta sustancia en su interior.

Todo esto en lo que se refiere a nuestro vecindario ‘cercano’. Si buscamos otras estrellas con planetas que orbiten a su alrededor, los exoplanetas, la distancia se multiplica y también, la dificultad para detectar estos océanos.

Lustig-Yaeger explica que una forma es caracterizar la temperatura atmosférica y la composición química de un exoplaneta usando espectroscopía con suficiente detalle para comprender si un líquido puede ser estable en su superficie. “Este es un método indirecto para identificar líquidos superficiales porque se basa en el modelado climático para completar detalles que los astrónomos no han observado”, detalla.

Otra manera de identificar líquidos de la superficie es detectar el destello. En palabras del investigador, el reflejo de la luz sería como el de un espejo que podemos ver cada amanecer y atardecer en los océanos y lagos de la Tierra.

Nueva generación de telescopios espaciales

Dada la dificultad de localizar un recurso tan preciado, los ‘cazadores’ de exoplanetas tienen las esperanzas puestas en un nuevo centinela planetario, el telescopio espacial James Webb que, tras varios retrasos, está previsto que se lance en octubre de 2021. Además de estudiar los orígenes de galaxias y estrellas, también observará estos mundos lejanos.

“Supondrá un gran avance para nuestra comprensión de las atmósferas y los climas de los exoplanetas”, mantiene Lustig-Yaeger. Aunque esta información será útil para barajar si ciertos planetas rocosos podrían tener océanos –algo que con los telescopios actuales resulta muy complicado–, el científico admite que el James Webb no ha sido diseñado para detectar los destellos de océanos característicos de otros planetas, por lo que los astrónomos tendrán que seguir usando pruebas indirectas.

En una investigación publicada en la revista The Astronomical Journal, el investigador y el resto de autores plantean que sería posible detectar mediciones de destellos de luces –que reflejarían un océano extrasolar– para entre uno y 10 exoplanetas de zonas habitables que orbitan las estrellas enanas G, K y M más cercanas. ¿Qué haría falta? Usar un telescopio espacial de imagen directa de alto contraste con un diámetro de entre seis y 15 metros –el espejo del James Webb tiene 6,5 metros de diámetro–.

“Los telescopios espaciales de próxima generación tienen la oportunidad de diseñarse hoy con el objetivo de detectar océanos en exoplanetas, por lo que el futuro es brillante para esta área de investigación”, asegura el científico. Hasta entonces, los destellos más potentes seguirán emitiéndose desde el planeta azul.