In tegenstelling tot de aarde ligt de oceaan van Europa onder een ijslaag van waarschijnlijk 15 tot 25 kilometer dik. De sneeuw in de oceaan drijft omhoog op omgekeerde ijspieken en ondergedompelde ravijnen.
Op aarde is bekend dat de bizarre onderwatersneeuw voorkomt onder ijsplaten op aarde, maar een nieuwe studie toont hetzelfde aan voor Jupiters maan Europa. De studie suggereert dat onderwatersneeuw een cruciale rol kan spelen bij het bouwen van ijsschalen.
Omdat onderwatersneeuw aanzienlijk zuiverder is dan andere soorten ijs, Europa's ijsschelp misschien niet zo zout als aanvankelijk werd aangenomen.
Dit is cruciale informatie voor de missiewetenschappers die NASA's Europa Clipper-sonde voorbereiden, die radar zal gebruiken om onder de ijslaag te turen om te bepalen of Europa's oceaan kan het leven ondersteunen. Het vermogen om te voorspellen waar het ijs van gemaakt is, zal wetenschappers helpen de gegevens te begrijpen, aangezien zout dat in het ijs vastzit, kan veranderen wat en hoe ver de radar in de ijskap zal kijken.
De hoofdauteur van de studie, Natalie Wolfenbarger, een afgestudeerde student-onderzoeker aan de University of Texas Instituut voor Geofysica (UTIG) in de UT Jackson School of Geosciences, zei: "Als we Europa verkennen, zijn we geïnteresseerd in het zoutgehalte en de samenstelling van de oceaan, omdat dat een van de dingen is die bepalend zijn voor de potentiële bewoonbaarheid of zelfs het soort leven dat daar zou kunnen leven."
Volgens eerder onderzoek zijn de temperatuur, druk en zoutgehalte van het water dat zich het dichtst bij het ijs op Europa bevindt, vergelijkbaar met die onder een Antarctische ijsplaat.
Dit wetende, onderzocht de nieuwe studie de twee verschillende processen waardoor water bevriest onder ijsplaten: bevriezingsijs en breekijs. IJs dat aan het stollen is, groeit onder de ijsplaat vandaan. Frazil-ijs ontstaat wanneer ijskristallen in onderkoeld zout water omhoog drijven door de oceaan en op de bodem van de ijsplaat landen.
Beide methoden resulteren in ijs met een zoutgehalte lager dan zeewater, wat volgens Wolfenbarger aanzienlijk lager zou zijn als het zou worden opgeschaald naar de grootte en ouderdom van Europa's ijskap. Wetenschappers berekenden ook dat breekbaar ijs, dat slechts een minuscuul deel van het zout vasthoudt zout water, kan wijdverbreid zijn op Europa. Dit impliceert dat de ijslaag veel zuiverder kan zijn dan eerder werd gedacht. De kracht, de warmtestroom er doorheen en potentiële tektonische krachten van het ijs worden hierdoor allemaal beïnvloed.
Steve Vance, een onderzoekswetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) die niet betrokken was bij het onderzoek, zei: "Dit artikel opent een hele reeks nieuwe mogelijkheden om na te denken over oceaanwerelden en hoe ze werken. Het zet de toon voor hoe we ons kunnen voorbereiden op Europa Clipper's analyse van het ijs."
Volgens co-auteur Donald Blankenship, een senior onderzoeker bij UTIG en hoofdonderzoeker voor het ijsdoordringende radarinstrument van Europa Clipper, het onderzoek is een bevestiging voor het gebruik van de aarde als model om de bewoonbaarheid van Europa te begrijpen.
"We kunnen de aarde gebruiken om de bewoonbaarheid van Europa te evalueren, de uitwisseling van onzuiverheden tussen het ijs en de oceaan te meten en uit te zoeken waar water zich in het ijs bevindt."
Journal Reference:
- Natalie S. Wolfenbarger et al., Structuur en samenstelling van ijsschelpen van oceaanwerelden: inzichten uit aangegroeid ijs op aarde, astrobiologie (2022). DOI: 10.1089/vorst.2021.0044
