تشير دراسة للجروف الجليدية في القطب الجنوبي إلى أن القشرة الجليدية التي تغطي قمر المشتري يوروبا يمكن أن تحتوي على كمية كبيرة من "الثلج" تحت الماء. قد يكون لهذا تداعيات مهمة على مهمة Europa Clipper القادمة لناسا ، والتي تهدف إلى استخدام رادار اختراق الأرض لدراسة القشرة الجليدية والمحيط تحتها.
تم إجراء البحث من قبل فريق في الولايات المتحدة بقيادة ناتالي ولفينبارغر في جامعة تكساس في أوستن وركزت على عمليتين تنمو بهما الأرفف الجليدية في القطب الجنوبي من القاع. للدراسة أيضًا آثار على فهمنا لما إذا كانت الحياة قد ظهرت في محيط يوروبا ، المغطى بقشرة جليدية يبلغ سمكها حوالي 15-25 كم.
من خلال فحص السمات الديناميكية التي تظهر على سطح غلاف أوروبا الجليدي ، وجد العلماء أدلة دامغة على أن المحيط الموجود أسفله يتفاعل باستمرار مع غلافه الجليدي. ومع ذلك ، فقد ثبت حتى الآن صعوبة دراسة الطبقات السفلية من هذه القشرة.
آليتان
لمعرفة المزيد عن العمليات التي قد تحدث تحت سطح أوروبا ، رسم ولفنبارغر وزملاؤه أوجه تشابه مع الجليد المحيطي على كوكبنا. في المناطق القطبية للأرض ، تنمو الرفوف الجليدية من القاع من خلال آليتين محتملتين. أحدهما هو التجمد ، حيث يتجمد الجليد عند السطح الفاصل بين الجليد والماء تحته مباشرة. تتضمن الآلية الثانية تكوين جليد فريز ، والذي يتكون على شكل بلورات عشوائية الشكل بحجم ملليمتر داخل أعمدة من الماء فائق التبريد. يتم منع هذه الأعمدة من التجمد بشكل كامل بسبب التيارات المضطربة. تحت قوى الطفو ، تنتقل هذه البلورات لأعلى لتستقر على الجانب السفلي من الجليد ، حيث تشبه الثلج تحت الماء.
قارن الفريق مساهمات كل آلية في تكوين الجليد من خلال فحص مجموعة متنوعة من عينات الجليد التي تم جمعها من الأرفف الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. يقولون أن هذه البيئة هي تناظرية قريبة لدرجة حرارة وضغط وملوحة الغطاء الجليدي في أوروبا. تم جمع بعض هذه العينات من معالم مثل الصدوع والألسنة الجليدية ، حيث يكون الجليد أرق. تم جمع البعض الآخر من الجروف الجليدية القديمة ، والتي يمكن أن يصل سمكها إلى عدة كيلومترات.
كشف تحليلهم أن التجمد سيطر على التثخين التدريجي للجليد الأقدم. في أوروبا ، ستكون هذه العملية مدفوعة بالتبريد التدريجي للجزء الداخلي الصلب للقمر. على النقيض من ذلك ، من المرجح أن يتراكم الجليد الفريز في الأماكن التي يقل فيها الجليد - إما في الصدوع والكسور صغيرة النطاق ، أو في المناطق الأكثر دفئًا ، والتي توجد غالبًا عند خطوط العرض المنخفضة. في أوروبا ، يتم أيضًا تسخين أجزاء كبيرة من القشرة الجليدية وتخفيفها من خلال تسخين المد والجزر ، والذي ينتج عن جاذبية المشتري.
ملوحة منخفضة
وجد الفريق أيضًا أن هذه الآليات تخلق جليدًا بحريًا بدرجة ملوحة مختلفة جدًا. في حين احتفظ الجليد الفريزي بحوالي 0.1٪ فقط من ملوحة المياه التي تشكل منها ، فإن محتوى الجليد المتجمد كان يحتوي على نسبة ملح تبلغ حوالي 10٪ من المياه المحلية. تؤثر الملوحة بشدة على مجموعة متنوعة من الخصائص المهمة للجليد البحري: بما في ذلك قوتها وتوصيل الحرارة واستجاباتها الميكانيكية لتيارات المحيط الموجودة تحتها.
يمكن أن يتوهج قمر كوكب المشتري يوروبا في الظلام
قد يؤثر تكوين الجليد أيضًا على قابلية السكن للواجهة الجليدية للمحيطات. حتى لو كانت الحياة موجودة فقط في عمق المحيط في أوروبا ، يقترح الفريق أن البصمات الحيوية يمكن أن تكون محصورة بين بلورات الجليد المتراكم على الجانب السفلي من الغطاء الجليدي.
يمكن أن توفر هذه الأفكار إرشادات مهمة لمهمة Europa Clipper التابعة لوكالة ناسا ، المقرر إطلاقها في عام 2024. باستخدام الرادار ، ستبحث المركبة الفضائية تحت القشرة الجليدية للقمر - بهدف تحديد ما إذا كان محيطه السائل يمكن أن يؤوي ظروفًا مناسبة لظهور الحياة.
تم وصف الدراسة في علم الأحياء الفلكي.
