Σε αντίθεση με τη Γη, ο ωκεανός της Ευρώπης βρίσκεται κάτω από ένα κέλυφος πάγου πάχους πιθανώς 15 έως 25 χιλιομέτρων. Το χιόνι μέσα στον ωκεανό επιπλέει προς τα πάνω σε ανεστραμμένες κορυφές πάγου και βυθισμένες χαράδρες.
Στη Γη, το παράξενο υποβρύχιο χιόνι είναι γνωστό ότι εμφανίζεται κάτω από τα ράφια πάγου στη Γη, αλλά μια νέα μελέτη δείχνει το ίδιο για το φεγγάρι του Δία, Ευρώπη. Η μελέτη δείχνει ότι το υποβρύχιο χιόνι μπορεί να διαδραματίσει ζωτικό ρόλο στην κατασκευή κελυφών πάγου.
Δεδομένου ότι το υποβρύχιο χιόνι είναι σημαντικά πιο καθαρό από άλλα είδη πάγου, Το κέλυφος πάγου της Ευρώπης μπορεί να μην είναι τόσο αλμυρό όσο αρχικά πιστεύαμε.
Αυτές είναι κρίσιμες πληροφορίες για τους επιστήμονες της αποστολής που προετοιμάζουν τον ανιχνευτή Europa Clipper της NASA, ο οποίος θα χρησιμοποιήσει ραντάρ για να κοιτάξει κάτω από το κέλυφος πάγου για να καθορίσει εάν ο ωκεανός της Ευρώπης μπορεί να υποστηρίξει τη ζωή. Η ικανότητα πρόβλεψης από τι αποτελείται ο πάγος θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τα δεδομένα, καθώς το αλάτι που παγιδεύεται στον πάγο μπορεί να αλλάξει τι και πόσο μακριά θα δει το ραντάρ μέσα στο κέλυφος πάγου.
Η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Natalie Wolfenbarger, μεταπτυχιακή φοιτήτρια ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Τέξας Το Ινστιτούτο Γεωφυσικής (UTIG) στη Σχολή Γεωεπιστημών του UT Jackson, είπε, «Όταν εξερευνούμε την Ευρώπη, μας ενδιαφέρει η αλατότητα και η σύνθεση του ωκεανού, επειδή αυτό είναι ένα από τα πράγματα που θα διέπουν την πιθανή κατοικησιμότητα του ή ακόμα και τον τύπο ζωής που μπορεί να ζει εκεί».
Σύμφωνα με προηγούμενες έρευνες, η θερμοκρασία, η πίεση και η αλατότητα του νερού που βρίσκεται πιο κοντά στον πάγο στην Ευρώπη είναι συγκρίσιμες με εκείνες που βρέθηκαν κάτω από ένα ράφι πάγου της Ανταρκτικής.
Γνωρίζοντας αυτό, η νέα μελέτη ερεύνησε τις δύο διακριτές διαδικασίες με τις οποίες το νερό παγώνει κάτω από τα ράφια πάγου: ο παγωμένος πάγος και ο εύθραυστος πάγος. Ο πάγος που πήζει αναπτύσσεται κάτω από το ράφι πάγου. Ο πάγος Frazil δημιουργείται όταν κρύσταλλοι πάγου σε υπερψυγμένο αλμυρό νερό επιπλέουν προς τα πάνω μέσα από τον ωκεανό και προσγειώνονται στη βάση του ράφι πάγου.
Και οι δύο μέθοδοι έχουν ως αποτέλεσμα πάγο με περιεκτικότητα σε αλάτι μικρότερη από θαλασσινό νερό, το οποίο, σύμφωνα με τον Wolfenbarger, θα ήταν σημαντικά χαμηλότερο όταν κλιμακωθεί στο μέγεθος και την ηλικία του κελύφους πάγου της Ευρώπης. Οι επιστήμονες υπολόγισαν επίσης ότι ο εύθραυστος πάγος, ο οποίος διατηρεί μόνο ένα μικροσκοπικό μέρος του αλατιού στο αλατόνερο, μπορεί να είναι ευρέως διαδεδομένο στην Ευρώπη. Αυτό σημαίνει ότι το κέλυφος πάγου του μπορεί να είναι πολύ πιο καθαρό από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Η δύναμή του, η ροή της θερμότητας μέσω αυτού και οι πιθανές τεκτονικές δυνάμεις πάγου επηρεάζονται από αυτό.
Ο Steve Vance, ένας ερευνητής στο Εργαστήριο Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε: «Αυτό το έγγραφο ανοίγει μια εντελώς νέα παρτίδα δυνατοτήτων για να σκεφτούμε τους κόσμους των ωκεανών και τον τρόπο λειτουργίας τους. Θέτει τις βάσεις για το πώς θα μπορούσαμε να προετοιμαστούμε για την ανάλυση του πάγου από την Europa Clipper».
Σύμφωνα με τον συν-συγγραφέα Donald Blankenship, ανώτερο ερευνητή στο UTIG και κύριο ερευνητή για το όργανο ραντάρ που διεισδύει στον πάγο της Europa Clipper, Η έρευνα είναι επικύρωση για τη χρήση της Γης ως μοντέλου για την κατανόηση της κατοικιμότητας της Ευρώπης.
«Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη Γη για να αξιολογήσουμε την κατοικησιμότητα της Ευρώπης, να μετρήσουμε την ανταλλαγή ακαθαρσιών μεταξύ του πάγου και του ωκεανού και να καταλάβουμε πού βρίσκεται το νερό στον πάγο».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Natalie S. Wolfenbarger et al., Ice Shell Structure and Composition of Ocean Worlds: Insights from Accreted Ice on Earth, Αστροβιολογίας (2022). DOI: 10.1089/ast.2021.0044
