Az antarktiszi jégtakarók tanulmányozása szerint a Jupiter Europa holdját borító jéghéj jelentős mennyiségű víz alatti „havat” tartalmazhat. Ez jelentős hatással lehet a NASA közelgő Europa Clipper küldetésére, amelynek célja, hogy földradart használjon a jéghéj és az alatta lévő óceán tanulmányozására.
A kutatást egy amerikai csapat végezte, melynek élén Natalie Wolfenbarger az austini Texasi Egyetemen, és két olyan folyamatra összpontosított, amelyek során az antarktiszi jégpolcok alulról nőnek. A tanulmány arra is hatással van, hogy megértsük, vajon megjelent-e élet az Európa-óceánban, amelyet egy körülbelül 15–25 km vastag jéghéj borít be.
Az Európa jéghéjának felszínén megjelenő dinamikus jellemzők vizsgálatával a tudósok meggyőző bizonyítékokat találtak arra vonatkozóan, hogy az alatta lévő óceán folyamatosan kölcsönhatásban van a jéghéjjal. Eddig azonban ennek a héjnak az alsó rétegeit nehezebb tanulmányozni.
Két mechanizmus
Hogy többet megtudjon az Európa felszíne alatt kibontakozó folyamatokról, Wolfenbarger és munkatársai párhuzamot vontak a saját bolygónk óceáni jegével. A Föld sarki régióiban a jégpolcok alulról nőnek két lehetséges mechanizmus révén. Az egyik a párásodás, amelynek során a jég megfagy a jég és a közvetlenül alatta lévő víz határfelületén. A második mechanizmus során törékeny jég keletkezik, amely milliméter méretű, véletlenszerű alakú kristályok formájában képződik túlhűtött vízoszlopokban. Ezeket az oszlopokat turbulens áramok akadályozzák meg, hogy jobban befagyjanak. Felhajtó erők hatására ezek a kristályok felfelé haladnak, hogy a jég alján pihenjenek meg, ahol víz alatti hóhoz hasonlítanak.
A csapat az egyes mechanizmusok jégképződéshez való hozzájárulását hasonlította össze az Antarktisz jégpolcairól gyűjtött különféle jégmagok vizsgálatával. Azt mondják, hogy ez a környezet közeli analógja az Európa jégtakaró hőmérsékletének, nyomásának és sótartalmának. E minták egy részét olyan területekről gyűjtötték, mint a hasadékok és a gleccsernyelvek, ahol a jég vékonyabb. Másokat ősi jégpolcokról gyűjtöttek össze, amelyek vastagsága akár több kilométer is lehet.
Elemzésük feltárta, hogy a fagyosodás uralta az idősebb jég fokozatos megvastagodását. Az Európán ezt a folyamatot a hold szilárd belsejének fokozatos lehűlése vezérelné. Ezzel szemben a törékeny jég nagy valószínűséggel ott halmozódik fel, ahol a jég elvékonyodik – akár kisméretű hasadékokban és törésekben, akár melegebb területeken, amelyek gyakran alacsonyabb szélességi fokokon találhatók. Az Európán a jéghéj nagy részeit a Jupiter gravitációs ereje által generált árapály-melegedés is felmelegíti és elvékonyítja.
Alacsony sótartalom
A csapat azt is megállapította, hogy ezek a mechanizmusok nagyon eltérő sótartalmú tengeri jeget hoznak létre. Míg a törékeny jég a keletkezett víz sótartalmának csak körülbelül 0.1%-át tartotta meg, addig a megfagyott jég sótartalma a helyi víz körülbelül 10%-a volt. A sótartalom erősen befolyásolja a tengeri jég számos fontos tulajdonságát: beleértve az erősségét, a hővezetést és az alatta lévő óceáni áramlatokra adott mechanikai reakcióit.
A Jupiter Európa holdja világíthat a sötétben
A jég összetétele szintén befolyásolhatja a jég-óceán határfelület lakhatóságát. Még ha élet csak mélyebben van jelen az Európa óceánjában, a csapat azt sugallja, hogy biosignatures csapdába eshet a jégtakaró alján felhalmozódott törékeny jégkristályok között.
Ezek a felismerések fontos útmutatást adhatnak a NASA Europa Clipper küldetéséhez, amelyet 2024-re terveznek indítani. Radar segítségével az űrszonda a Hold jeges héja alatt fog kutatni, azzal a céllal, hogy megállapítsa, vajon folyékony óceánja alkalmas-e az élet megjelenésére.
A tanulmány leírása a Asztrobiológia.
