Till skillnad från jorden ligger Europas hav under ett isskal som är förmodligen 15 till 25 kilometer tjockt. Snön i havet flyter uppåt på inverterade istoppar och nedsänkta raviner.
På jorden är den bisarra undervattenssnön känd för att förekomma under ishyllor på jorden, men en ny studie visar detsamma för Jupiters måne Europa. Studien tyder på att undervattenssnö kan spela en viktig roll för att bygga isskal.
Eftersom undervattenssnö är betydligt renare än andra typer av is, Europas isskal kanske inte är så salt som man först trodde.
Detta är avgörande information för uppdragsforskarna som förbereder NASA:s Europa Clipper-sond, som kommer att använda radar för att titta under isskalet för att avgöra om Europas hav kan stödja livet. Förmågan att förutsäga vad isen är gjord av kommer att hjälpa forskare att förstå data eftersom salt som fångas i isen kan förändra vad och hur långt radarn kommer att se in i isskalet.
Studiens huvudförfattare Natalie Wolfenbarger, doktorandforskare vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) vid UT Jackson School of Geosciences, sa, "När vi utforskar Europa är vi intresserade av havets salthalt och sammansättning eftersom det är en av de saker som kommer att styra dess potentiella beboelighet eller till och med vilken typ av liv som kan leva där."
Enligt tidigare forskning är temperaturen, trycket och salthalten i vattnet närmast isen på Europa jämförbara med dem som finns under en antarktisk ishylla.
Genom att veta detta undersökte den nya studien de två distinkta processerna genom vilka vatten fryser under ishyllor: kongelationsis och frazilis. Is som stelnar växer ut under ishyllan. Frazil is skapas när iskristaller i underkylt saltvatten flyter uppåt genom havet och landar på ishyllans bas.
Båda metoderna resulterar i is med en salthalt lägre än havsvatten, som enligt Wolfenbarger skulle vara avsevärt lägre när det skalas upp till storleken och åldern för Europas isskal. Forskare beräknade också att frazil is, som bara håller kvar en liten del av saltet i saltvatten, kan vara utbredd i Europa. Detta innebär att dess isskal kan vara mycket renare än man tidigare trott. Dess styrka, värmeflödet genom den och potentiella istektoniska krafter påverkas alla av detta.
Steve Vance, en forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL) som inte var involverad i studien, sa, "Det här dokumentet öppnar upp ett helt nytt parti av möjligheter att tänka på havsvärldar och hur de fungerar. Det sätter scenen för hur vi kan förbereda oss för Europa Clippers analys av isen.”
Enligt medförfattaren Donald Blankenship, senior forskare vid UTIG och huvudforskare för Europa Clippers ispenetrerande radarinstrument, forskningen är validering för att använda jorden som modell för att förstå Europas beboelighet.
"Vi kan använda jorden för att utvärdera Europas beboelighet, mäta utbytet av föroreningar mellan isen och havet och ta reda på var vattnet finns i isen."
Tidskriftsreferens:
- Natalie S. Wolfenbarger et al., Ice Shell Structure and Composition of Ocean Worlds: Insights from Accreted Ice on Earth, Astrobiologi (2022). DOI: 10.1089/ast.2021.0044
