Uno studio sulle piattaforme di ghiaccio antartiche suggerisce che il guscio di ghiaccio che ricopre la luna di Giove Europa potrebbe contenere una quantità significativa di "neve" sottomarina. Ciò potrebbe avere importanti implicazioni per l'imminente missione Europa Clipper della NASA, che mira a utilizzare il radar a penetrazione del suolo per studiare il guscio di ghiaccio e l'oceano sottostante.
La ricerca è stata condotta da un team negli Stati Uniti guidato da Natalie Wolfenbarger presso l'Università del Texas ad Austin e si è concentrato su due processi mediante i quali le piattaforme di ghiaccio antartico crescono dal basso. Lo studio ha anche implicazioni per la nostra comprensione del fatto che la vita sia emersa nell'oceano di Europa, che è racchiuso in una conchiglia di ghiaccio spessa circa 15-25 km.
Esaminando le caratteristiche dinamiche che appaiono sulla superficie del guscio di ghiaccio di Europa, gli scienziati hanno trovato prove convincenti che l'oceano sottostante interagisce costantemente con il suo guscio di ghiaccio. Finora, tuttavia, gli strati inferiori di questo guscio si sono rivelati più difficili da studiare.
Due meccanismi
Per saperne di più sui processi che potrebbero svolgersi sotto la superficie di Europa, Wolfenbarger e colleghi hanno tracciato parallelismi con il ghiaccio oceanico sul nostro pianeta. Nelle regioni polari della Terra, le piattaforme di ghiaccio crescono dal basso attraverso due possibili meccanismi. Uno è il congelamento, per cui il ghiaccio si congela all'interfaccia tra il ghiaccio e l'acqua direttamente sotto di esso. Il secondo meccanismo prevede la creazione di ghiaccio fragile, che si forma come cristalli di dimensioni millimetriche e di forma casuale all'interno di colonne di acqua superraffreddata. Queste colonne sono impedite dal congelamento più completo dalle correnti turbolente. Sotto le forze di galleggiamento, questi cristalli viaggiano verso l'alto per riposare sul lato inferiore del ghiaccio, dove assomigliano alla neve sottomarina.
Il team ha confrontato i contributi di ciascun meccanismo alla formazione del ghiaccio esaminando una varietà di carote di ghiaccio raccolte dalle piattaforme di ghiaccio in Antartide. Dicono che questo ambiente sia un analogo vicino alla temperatura, pressione e salinità della calotta glaciale di Europa. Alcuni di questi campioni sono stati raccolti da strutture come spaccature e lingue di ghiacciai, dove il ghiaccio è più sottile. Altri sono stati raccolti da antiche piattaforme di ghiaccio, che possono raggiungere diversi chilometri di spessore.
La loro analisi ha rivelato che il congelamento ha dominato il graduale ispessimento del ghiaccio più vecchio. Su Europa, questo processo sarebbe guidato dal graduale raffreddamento del solido interno della luna. Al contrario, è più probabile che il ghiaccio fragile si accumuli dove il ghiaccio si assottiglia, sia in spaccature e fratture su piccola scala, sia nelle regioni più calde, che spesso si trovano a latitudini inferiori. Su Europa, ampie sezioni del guscio di ghiaccio vengono riscaldate e assottigliate anche dal riscaldamento delle maree, generato dall'attrazione gravitazionale di Giove.
Bassa salinità
Il team ha anche scoperto che questi meccanismi creano ghiaccio marino con salinità molto diverse. Mentre il ghiaccio fragile conservava solo lo 0.1% circa della salinità dell'acqua da cui si era formato, il ghiaccio da congelamento aveva un contenuto di sale di circa il 10% dell'acqua locale. La salinità influisce fortemente su una varietà di importanti proprietà del ghiaccio marino: inclusa la sua forza, conduzione del calore e le sue risposte meccaniche alle correnti oceaniche sottostanti.
La luna di Giove Europa potrebbe brillare nell'oscurità
La composizione del ghiaccio può anche influenzare l'abitabilità dell'interfaccia ghiaccio-oceano. Anche se la vita è presente solo più in profondità nell'oceano di Europa, il team suggerisce che le firme biologiche potrebbero essere intrappolate tra i fragili cristalli di ghiaccio accumulati sul lato inferiore della sua calotta glaciale.
Queste informazioni potrebbero fornire una guida importante per la missione Europa Clipper della NASA, prevista per il lancio nel 2024. Utilizzando il radar, la navicella spaziale cercherà sotto il guscio ghiacciato della luna, con l'obiettivo di determinare se il suo oceano liquido potrebbe ospitare condizioni adatte all'emergere della vita.
Lo studio è descritto in Astrobiology.
