Sebuah studi tentang lapisan es Antartika menunjukkan bahwa cangkang es yang menutupi bulan Jupiter, Europa, dapat mengandung sejumlah besar "salju" di bawah air. Ini bisa memiliki implikasi penting untuk misi Europa Clipper NASA yang akan datang, yang bertujuan untuk menggunakan radar penembus tanah untuk mempelajari cangkang es dan lautan di bawahnya.
Penelitian ini dilakukan oleh tim di AS yang dipimpin oleh Natalie Wolfenbarger di University of Texas di Austin dan berfokus pada dua proses di mana lapisan es Antartika tumbuh dari bawah. Studi ini juga memiliki implikasi untuk pemahaman kita tentang apakah kehidupan muncul di lautan Europa, yang terbungkus dalam cangkang es setebal sekitar 15-25 km.
Dengan memeriksa fitur dinamis yang muncul di permukaan cangkang es Europa, para ilmuwan telah menemukan bukti kuat bahwa lautan di bawahnya terus berinteraksi dengan cangkang esnya. Namun sejauh ini, lapisan bawah cangkang ini terbukti lebih sulit untuk dipelajari.
Dua mekanisme
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang proses yang mungkin berlangsung di bawah permukaan Europa, Wolfenbarger dan rekan menggambar paralel dengan es samudera di planet kita sendiri. Di daerah kutub Bumi, lapisan es tumbuh dari bawah melalui dua kemungkinan mekanisme. Salah satunya adalah kongelasi, di mana es membeku pada antarmuka antara es dan air langsung di bawahnya. Mekanisme kedua melibatkan penciptaan es frazil, yang terbentuk sebagai kristal berukuran milimeter, berbentuk acak di dalam kolom air yang sangat dingin. Kolom ini dicegah dari pembekuan lebih lengkap oleh arus turbulen. Di bawah kekuatan apung, kristal ini bergerak ke atas untuk beristirahat di bagian bawah es, di mana mereka menyerupai salju bawah air.
Tim membandingkan kontribusi masing-masing mekanisme untuk pembentukan es dengan memeriksa berbagai inti es yang dikumpulkan dari rak es di Antartika. Mereka mengatakan bahwa lingkungan ini mirip dengan suhu, tekanan, dan salinitas lapisan es Europa. Beberapa sampel ini dikumpulkan dari fitur seperti celah dan lidah gletser, di mana es lebih tipis. Yang lainnya dikumpulkan dari lapisan es kuno, yang ketebalannya bisa mencapai beberapa kilometer.
Analisis mereka mengungkapkan bahwa kondensasi mendominasi penebalan bertahap es yang lebih tua. Di Europa, proses ini akan didorong oleh pendinginan bertahap interior padat bulan. Sebaliknya, es frazil kemungkinan besar terakumulasi di tempat es menipis – baik di celah dan patahan skala kecil, atau di daerah yang lebih hangat, sering ditemukan di garis lintang yang lebih rendah. Di Europa, sebagian besar cangkang es juga dihangatkan dan menipis melalui pemanasan pasang surut, yang dihasilkan oleh tarikan gravitasi Jupiter.
salinitas rendah
Tim juga menemukan bahwa mekanisme ini menciptakan es laut dengan salinitas yang sangat berbeda. Sementara es frazil mempertahankan hanya sekitar 0.1% dari salinitas air dari mana ia terbentuk, es beku memiliki kandungan garam sekitar 10% dari air lokal. Salinitas sangat mempengaruhi berbagai sifat penting es laut: termasuk kekuatannya, konduksi panas, dan respons mekanisnya terhadap arus laut di bawahnya.
Bulan Jupiter, Europa, bisa bersinar dalam gelap
Komposisi es juga dapat mempengaruhi kelayakhunian antarmuka es-laut. Bahkan jika kehidupan hanya hadir lebih dalam di lautan Europa, tim menunjukkan bahwa biosignatures dapat terperangkap di antara akumulasi kristal es frazil di bagian bawah lapisan esnya.
Wawasan ini dapat memberikan panduan penting untuk misi Europa Clipper NASA, yang dijadwalkan diluncurkan pada 2024. Menggunakan radar, pesawat ruang angkasa akan mencari di bawah cangkang es bulan – dengan tujuan untuk menentukan apakah lautan cairnya dapat menampung kondisi yang cocok untuk kehidupan yang akan muncul.
Kajian tersebut dijelaskan dalam Astrobiology.
