Podziemne zbiorniki wodne w naszym zewnętrznym Układzie Słonecznym to jedne z najważniejszych celów w poszukiwaniu życia poza Ziemią. NASA wysyła statek kosmiczny Europa Clipper na Europę, księżyc Jowisza z następujących powodów: Istnieją przekonujące dowody na to, że Księżyc jest pokryty globalnym oceanem, na którym pewnego dnia może istnieć życie.
Na podstawie obserwacji z orbitera Galileo NASA uważają, że wewnątrz mogą znajdować się zbiorniki słonej cieczy lodowa skorupa księżyca – niektóre blisko powierzchni lodu i wiele mil poniżej.
Nowe badania sugerują, że płytkie jeziora powodują powstawanie smug lub aktywności wulkanicznej na powierzchni księżyca Jowisza w jego lodowej skorupie. Odkrycia potwierdzają wieloletnią tezę, że woda może potencjalnie wybuchnąć nad poziomem morza powierzchni Europy albo jako smugi pary, albo jako aktywność kriowulkaniczna.
Dalsze modelowanie komputerowe zastosowane w badaniach wykazało, że jeśli na Europie występują erupcje, jest bardziej prawdopodobne, że pochodzą one z płytkich, szerokich jezior uwięzionych w lodzie, a nie z głębokiego oceanu znajdującego się daleko poniżej.
Elodie Lesage, naukowiec zajmujący się Europą w Jet Propulsion Laboratory NASA w południowej Kalifornii i główna autorka badań, powiedziała: „Wykazaliśmy, że smugi lub przepływy kriolawy mogą oznaczać, że poniżej znajdują się płytkie zbiorniki cieczy, które Europa Clipper byłaby w stanie wykryć. Nasze wyniki dają nowy wgląd w to, jak głęboka może być woda powodująca aktywność powierzchniową, w tym smugi. A woda powinna być wystarczająco płytka, aby mogła ją wykryć wiele instrumentów Europa Clipper.
Symulacja komputerowa Lesage'a oferuje model tego, co odkryliby naukowcy, gdyby zajrzeli do wnętrza lodu i zobaczyli eksplozje na powierzchni. Modele przewidują, że zbiorniki znajdą się w górnej części skorupy, na głębokości od 2.5 do 5 kilometrów, gdzie lód jest najzimniejszy i najbardziej kruchy, całkiem blisko powierzchni.
Dzieje się tak dlatego, że znajdujący się tam pod powierzchnią lód nie pozwala na ekspansję: gdy kieszenie wody zamarzają i rozszerzają się, mogą rozbić otaczający lód i wywołać erupcje, podobnie jak eksploduje puszka napoju gazowanego w zamrażarce. A kieszenie wody, które przedostaną się przez nie, byłyby prawdopodobnie szerokie i płaskie jak naleśniki.
Głębsze zbiorniki, których dno znajduje się ponad 5 kilometrów pod skorupą, rozszerzyłyby się i wypychały wokół nich cieplejszy lód. Ten lód jest tak miękki, że działa jak poduszka, pochłaniając ciśnienie, zamiast pękać. Te kieszenie wody nie zachowywałyby się jak puszka napoju gazowanego, ale bardziej jak balon wypełniony płynem, który rozciąga się, gdy płyn w środku zamarza i rozszerza się.
Don Blankenship z Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego w Austin w Teksasie, który kieruje zespołem instrumentów radarowych, powiedział: „Nowe prace pokazują, że zbiorniki wodne znajdujące się w płytkiej powierzchni mogą być niestabilne, jeśli naprężenia przekraczają wytrzymałość lodu i mogą być powiązane z chmurami unoszącymi się nad powierzchnią. Oznacza to, że REASON może widzieć zbiorniki wodne w tych samych miejscach, w których widać pióropusze”.
Europa Clipper będzie wyposażona w inne instrumenty, które będą mogły przetestować teorie nowych badań. Kamery naukowe będą w stanie wykonywać kolorowe i stereoskopowe obrazy o wysokiej rozdzielczości Europa; kamera termowizyjna użyje kamery na podczerwień do sporządzenia mapy temperatur Europy i znalezienia wskazówek na temat aktywności geologicznej, w tym kriowulkanizmu. Jeśli pióropusze wybuchną, będzie można je zaobserwować za pomocą spektrografu ultrafioletowego – instrumentu analizującego światło ultrafioletowe.
Referencje czasopisma:
- Elodie Lesage, Helene Massol i in. Symulacja zamrażania zbiorników Cryomagma w lepkosprężystych skorupach lodowych. Czasopismo Nauki Planetarnej, DOI: 10.3847/PSJ/ac75bf
