Dodano: 20 kwietnia 2022r.

Woda na Europie może znajdować się znacznie bliżej powierzchni

Cechy powierzchni lodowego księżyca Jowisza – Europy – do złudzenia przypominają te obserwowane na lądolodzie Grenlandii. Porównując zmarszczki i pęknięcia w powierzchni obu krajobrazów naukowcy doszli do wniosku, że lodowa powłoka księżyca może mieć mnóstwo kieszeni wodnych znajdujących się blisko powierzchni. Badacze uważają, że kieszenie te mogą być obiecującymi miejscami do poszukiwania oznak życia.

Księżyc Europa

 

Europa jest jednym z najbardziej obiecujących światów w Układzie Słonecznym do poszukiwania życia pozaziemskiego, ze względu na obecność ogromnego oceanu skrywającego się pod pokrywą lodową. Chociaż Europa jest znacznie mniejsza od Ziemi, jej ocean może zawierać dwa razy więcej wody niż wszystkie morza naszej planety razem wzięte. A tam, gdzie jest woda, jest szansa, że jest i życie. Jednak podpowierzchniowy ocean jest pokryty lodową skorupą grubą na kilka a nawet kilkadziesiąt kilometrów, co sprawia, że ewentualne próbkowanie oceanu jest niewykonalne.

Dane z obserwacji radarowych północno-zachodniej Grenlandii pokazały cechy uderzająco podobne do cech powierzchni Europy. Co więcej, obserwacje uchwyciły formowanie się podwójnych zmarszczek – równolegle biegnących wybrzuszeń czy grzbietów, które dostrzeżono także na Europie. Badacze sądzą, że są to podpowierzchniowe kieszenie płynnej wody, które wypłynęły bliżej powierzchni. Według nich, kieszenie te mogą być obiecującymi miejscami do poszukiwania oznak życia a podobne podpowierzchniowe baseny słonej wody mogą być powszechne na Europie czy Enceladusie – lodowym księżycu Saturna.

Nowe odkrycia wskazują, że pobranie próbek wody z lodowych księżyców Jowisza i Saturna nie oznacza przebijania się przez całą lodową pokrywę księżyców. Badania te mogą również pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób podpowierzchniowy ocean Europy oddziałuje z jej lodową skorupą.

Wyniki nowych badań ukazały się na łamach pisma „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-022-29458-3).

Badania Grenlandii

Na Ziemi naukowcy analizują regiony polarne za pomocą badań z powietrza. Chcą zrozumieć, w jaki sposób przyrost i cofanie się pokrywy lodowej może wpływać na wzrost poziomu morza. Duża część tego obszaru badań dotyczy lądu, gdzie przepływ lądolodów podlega złożonym procesom. Jeziora subglacjalne, powierzchniowe stawy roztopowe i sezonowe kanały odprowadzające wody z roztopów przyczyniają się do niepewności w prognozach wzrostu poziomów morza.

Uczeni zmagający się z grenlandzkim lądolodem zostali zaproszeni na prezentację badań dotyczących Europy – księżyca Jowisza. Byli zaskoczeni, gdy zauważyli, że formacje przecinające lodowy księżyc wyglądały niezwykle podobnie do cech na powierzchni szczegółowo badanego lądolodu Grenlandii. Obrazy z Europy oferowały nawet przedstawienia równolegle biegnących wybrzuszeń w różnych stadiach formowania się. Dalsze oględziny wykazały uderzające podobieństwo cech obu krajobrazów, z taką różnicą, że na Grenlandii cechy te są znacznie mniejsze.

Europa

Krajobraz Europy jest usiany pęknięciami, zmarszczkami i grzbietami. Niektóre z grzbietów sięgają wysokości 300 metrów, a doliny je oddzielające mają około 800 metrów szerokości. Cechy te po raz pierwszy ujawniła sonda Galileo w latach 90., jednak wówczas badacze nie byli w stanie wyjaśnić, w jaki sposób powstały.

Dzięki analizom danych z radaru penetrującego lód zebranych w latach 2015-2017 przez NASA Operation IceBridge, naukowcy ustalili, w jaki sposób formują się równoległe grzbiety i zmarszczki w powierzchni lądolodu. Według naukowców, cechy te powstają dzięki podpowierzchniowym kieszeniom ciekłej wody. Gdy lód wokół nich pęka, woda zamarza i rozszerza się, tworząc dalsze pęknięcia i zwiększając ciśnienie, które wypycha w górę całą strukturę. To powoduje powstanie grzbietów.

Jeśli ten sam proces tworzy grzbiety na Europie, a te ciągną się tam przez setki kilometrów, oznacza to, że w jej skorupie lodowej o grubości od 20 do 30 kilometrów znajduje się płynna woda. Co prawda sugerowano to już wcześniej, ale nigdy w związku z jej cechami powierzchniowymi. - Te wybrzuszenia są tak powszechne na powierzchni Europy, że woda blisko powierzchni musi tam być praktycznie wszędzie – powiedział Riley Culberg z Uniwersytetu Stanforda, główny autor badań.

- Na Grenlandii struktury te formują się w miejscu, w którym woda z jezior i strumieni spływa pod lód i ponownie zamarza. Jednym ze sposobów, w jaki podobne płytkie kieszenie wodne mogą tworzyć się na Europie, może być wtłaczanie wody z podpowierzchniowego oceanu do skorupy lodowej przez pęknięcia – a to sugerowałoby, że wewnątrz skorupy lodowej może zachodzić wymiana – zaznaczył Culberg.

Skorupa Europy wydaje się podlegać różnym procesom geologicznym i hydrologicznym. Dynamiczna powłoka lodowa ułatwia wymianę między oceanem podpowierzchniowym a składnikami odżywczymi z sąsiednich ciał niebieskich zgromadzonymi na powierzchni.

Pozaziemskie życie

- Mechanizm, który przedstawiliśmy w publikacji, byłby zbyt odważny i skomplikowany, aby go zaproponować bez obserwacji na Grenlandii. Jeśli ten mechanizm jest podobny na Europie, sugeruje to, że wszędzie tam jest woda – powiedział Dustin Schroeder z Uniwersytetu Stanforda, starszy autor badań. - Ponieważ woda leży bliżej powierzchni, gdzie znajdują się interesujące substancje chemiczne z kosmosu, innych księżyców i wulkanów Io, istnieje możliwość, że życie miało tam szansę – dodał.

Na Ziemi także można znaleźć jeziora wewnątrz lodu. Woda nie zamarza, bo jest izolowana od bardzo niskich temperatur przez zalegającą nad nią warstwą lodu. Na Antarktydzie są setki takich jezior podlodowcowych. Największe z nich to jezioro Wostok. Jest długie na 250 kilometrów i szerokie na 80 kilometrów i położone jest około 4 kilometry pod powierzchnią. W 2019 roku naukowcy dowiercili się do innego jeziora subglacjalnego – jeziora Mercer. Okazało się, że woda jest pełna bakterii (więcej na ten temat w tekście: W jeziorze ukrytym pod kilometrową warstwą lodu znaleziono życie).

Jeziora na Europie mogą być podobne do podlodowcowych jezior na Ziemi. Dla naukowców niezwykle kusząca jest możliwość znalezienia pozaziemskiego życia. - Jeśli w skorupie lodowej jest dużo wody, oznacza to, że musi istnieć pewna wymiana między oceanem a powierzchnią. Ten rodzaj ruchu pozwala na mieszanie chemii i ciepła, które są potrzebne do powstania życia – podkreślił Culberg.

 

Źródło: Stanford University, fot. NASA