Không giống như Trái đất, đại dương của Europa nằm bên dưới lớp băng dày có lẽ từ 15 đến 25 km. Tuyết trong đại dương nổi lên trên các đỉnh băng đảo ngược và các khe núi ngập nước.
Trên Trái đất, lớp tuyết kỳ lạ dưới nước được cho là xuất hiện bên dưới các thềm băng trên Trái đất, nhưng một nghiên cứu mới cho thấy điều tương tự đối với mặt trăng Europa của Sao Mộc. Nghiên cứu cho thấy tuyết dưới nước có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành vỏ băng.
Vì tuyết dưới nước tinh khiết hơn đáng kể so với các loại băng khác, Vỏ băng của Europa có thể không mặn như người ta tưởng ban đầu.
Đây là thông tin quan trọng cho các nhà khoa học sứ mệnh chuẩn bị cho tàu thăm dò Europa Clipper của NASA, tàu sẽ sử dụng radar để quan sát bên dưới lớp vỏ băng để xác định xem liệu đại dương Europa có thể hỗ trợ sự sống. Khả năng dự đoán băng được tạo thành từ chất gì sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được dữ liệu vì muối bị mắc kẹt trong băng có thể thay đổi nội dung và khoảng cách mà radar sẽ nhìn vào vỏ băng.
Tác giả chính của nghiên cứu Natalie Wolfenbarger, một nhà nghiên cứu sinh viên tốt nghiệp tại Đại học Texas Viện Địa vật lý (UTIG) thuộc Trường Khoa học Địa chất UT Jackson, cho biết, “Khi khám phá Europa, chúng tôi quan tâm đến độ mặn và thành phần của đại dương vì đó là một trong những yếu tố quyết định khả năng sinh sống tiềm năng của nó hoặc thậm chí là loại hình sự sống có thể sống ở đó.”
Theo nghiên cứu trước đó, nhiệt độ, áp suất và độ mặn của vùng nước gần băng nhất trên Europa có thể so sánh với nhiệt độ được tìm thấy bên dưới thềm băng ở Nam Cực.
Biết được điều này, nghiên cứu mới đã điều tra hai quá trình riêng biệt trong đó nước đóng băng bên dưới các thềm băng: băng đông tụ và băng frazil. Băng đang đông lại mọc ra từ bên dưới thềm băng. Băng Frazil được tạo ra khi các tinh thể băng trong nước mặn siêu lạnh trôi lên trên đại dương và đáp xuống đáy thềm băng.
Cả hai phương pháp đều tạo ra đá có hàm lượng muối thấp hơn nước biển, theo Wolfenbarger, sẽ thấp hơn đáng kể khi tăng kích thước và độ tuổi của lớp vỏ băng của Europa. Các nhà khoa học cũng tính toán rằng băng frazil chỉ giữ lại một phần rất nhỏ muối trong nước muối, có thể phổ biến rộng rãi trên Europa. Điều này ngụ ý rằng lớp vỏ băng của nó có thể tinh khiết hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Sức mạnh của nó, dòng nhiệt xuyên qua nó và các lực kiến tạo băng tiềm ẩn đều bị ảnh hưởng bởi điều này.
Steve Vance, nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Bài báo này đang mở ra một loạt khả năng mới để suy nghĩ về thế giới đại dương và cách chúng hoạt động. Nó tạo tiền đề cho cách chúng tôi có thể chuẩn bị cho phân tích băng của Europa Clipper.”
Theo đồng tác giả Donald Blankenship, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại UTIG và là nhà nghiên cứu chính cho thiết bị radar xuyên băng của Europa Clipper, nghiên cứu này là sự xác nhận cho việc sử dụng Trái đất làm mô hình để hiểu khả năng sinh sống của Europa.
“Chúng ta có thể sử dụng Trái đất để đánh giá khả năng sinh sống của Europa, đo lường sự trao đổi tạp chất giữa băng và đại dương, đồng thời tìm ra nước ở đâu trong băng.”
Tạp chí tham khảo:
- Natalie S. Wolfenbarger và cộng sự, Cấu trúc và thành phần vỏ băng của thế giới đại dương: Những hiểu biết sâu sắc từ băng tích tụ trên trái đất, Astrobiology (Năm 2022). DOI: 10.1089/ast.2021.0044
