בניגוד לכדור הארץ, האוקיינוס של אירופה נמצא מתחת למעטפת קרח בעובי של 15 עד 25 קילומטרים. השלג בתוך האוקיינוס צף כלפי מעלה אל פסגות קרח הפוכות ונקיקים שקועים.
על כדור הארץ, ידוע שהשלג התת-מימי המוזר מתרחש מתחת למדפי הקרח בכדור הארץ, אך מחקר חדש מראה את אותו הדבר לגבי ירח צדק אירופה. המחקר מצביע על כך שלג מתחת למים עשוי למלא תפקיד חיוני בבניית קונכיות קרח.
מכיוון שלג מתחת למים הוא טהור יותר באופן משמעותי מסוגי קרח אחרים, קונכיית הקרח של אירופה אולי לא מלוח כמו שהאמינו בתחילה.
זהו מידע חיוני עבור מדעני המשימה המכינים את הגשושית אירופה קליפר של נאס"א, שתשתמש במכ"ם כדי להציץ מתחת למעטפת הקרח כדי לקבוע אם האוקיינוס של אירופה עשוי לתמוך בחיים. היכולת לחזות ממה עשוי הקרח תעזור למדענים להבין את הנתונים שכן מלח שנלכד בקרח יכול לשנות מה וכמה רחוק יראה המכ"ם לתוך מעטפת הקרח.
המחברת הראשית של המחקר נטלי וולפנברגר, חוקרת סטודנטית לתואר שני ב- אוניברסיטת טקסס המכון לגיאופיזיקה (UTIG) בבית הספר למדעי הגיאוגרפיה של UT ג'קסון, אמר, "כשאנחנו חוקרים את אירופה, אנחנו מתעניינים במליחות ובהרכב האוקיינוס כי זה אחד הדברים שיקבעו את יכולת המגורים הפוטנציאלית שלו או אפילו את סוג החיים שעשויים לחיות שם."
על פי מחקר קודם, הטמפרטורה, הלחץ והמליחות של המים הקרובים ביותר לקרח באירופה דומים לאלה שנמצאו מתחת למדף קרח באנטארקטיקה.
מתוך ידיעה זו, המחקר החדש חקר את שני התהליכים הנבדלים שבהם מים קופאים מתחת למדפי הקרח: קרח הצטברות וקרח שברירי. קרח שמתקרש צומח מתחת למדף הקרח. קרח פריזלי נוצר כאשר גבישי קרח במים מלוחים מקוררים-על צפים מעלה דרך האוקיינוס ונוחתים על בסיס מדף הקרח.
שתי השיטות מביאות לקרח עם תכולת מלח נמוכה מ מי ים, אשר, לפי וולפנברגר, יהיה נמוך במידה ניכרת כאשר הגדלה לגודל ולגיל של מעטפת הקרח של אירופה. מדענים גם חישבו כי קרח שברירי, אשר שומר רק חלק זעיר מהמלח ב מי מלח, עשוי להיות נפוץ באירופה. זה מרמז שקליפת הקרח שלו עשויה להיות הרבה יותר טהורה ממה שחשבו בעבר. כוחו, זרימת החום דרכו וכוחות טקטוניים קרח פוטנציאליים מושפעים מכך.
סטיב ואנס, מדען מחקר במעבדת הנעה סילון של נאס"א (JPL) שלא היה מעורב במחקר, אמר, "המאמר הזה פותח קבוצה חדשה לגמרי של אפשרויות לחשיבה על עולמות אוקיינוסים וכיצד הם פועלים. זה מכין את הבמה לאופן שבו נוכל להתכונן לניתוח של אירופה קליפר על הקרח".
לדברי המחבר דונלד בלנקנשיפ, מדען מחקר בכיר ב-UTIG וחוקר ראשי עבור מכשיר המכ"ם חודר הקרח של אירופה קליפר, המחקר מהווה אימות לשימוש בכדור הארץ כמודל להבנת יכולת המגורים של אירופה.
"אנו יכולים להשתמש בכדור הארץ כדי להעריך את יכולת המגורים של אירופה, למדוד את חילופי הזיהומים בין הקרח והאוקיינוס, ולהבין היכן המים בקרח."
עיון ביומן:
- נטלי ס. וולפנברגר וחב', מבנה מעטפת הקרח והרכב עולמות האוקיינוס: תובנות מהקרח המצטבר על פני כדור הארץ, אסטרוביולוגיה (2022). DOI: 10.1089/ast.2021.0044
