Bild wikipedia på Europa Jupiters i storleksordning fjärde största måne vilken är täckt av is. Under istäcket finns
troligen ett flytande hav bestående
av vatten. Då Jupiter har ett starkt
magnetfält och vulkanisk aktivitet kan detta ge värme till havet och då finns möjligheten att primitiva livsformer finns i havet.
Det under ishöljet dolda havet gör månen Europa till en av
de mest lockande platserna i solsystemet att studera då det finns möjligt liv i havet. Ny forskning under ledning av
Lujendra Ojha (an associate
professor in the Department of Earth and Planetary Sciences at the Rutgers
School of Arts and Sciences) tyder dock på att en av de mest lovande genvägarna
till Europas hav kan vara mycket mer komplicerat än man tidigare trott.
"Det finns ett isskal och det
spekuleras om vattnet kan komma upp från djupet under isen och ta sig hela vägen
upp utan att frysa på vägen," beskriver Ojha.
Om så kan ske har viktiga konsekvenser för
framtida utforskning av Europa. Om grunda fickor av flytande vatten finns närmare månens yta behöver de inte nödvändigtvis innehålla vatten från Europas djupa
hav. Istället kan de ha bildats lokalt från is som smält inuti isen.
Den skillnaden spelar stor roll. Forskare är intresserade av
Europa eftersom flytande vattens kemi och energi är viktiga ingredienser i
jakten på livsmiljöer bortom jorden. En grund reservoar skulle vara lättare att
nå än djuphavet. Men om reservoaren inte är kopplad till havet kanske den inte
avslöjar vad som händer och sker i Europas mest fascinerande miljö, dess hav.
Arbetet med denna fråga sker samtidigt som två stora
rymdfarkostuppdrag är på väg till Jupitersystemet. NASAs Europa Clipper-uppdrag som sköts upp i oktober 2024 och är planerat att anlända till
Jupiter i april 2030, där den kommer att kretsa runt planeten och göra 49 överflygningar på Europa. Europeiska rymdorganisationens Jupiter Icy Moons
Explorer-uppdrag, känt som JUICE, sköts upp i april 2023 och är planerad att
anlända till Jupiter i juli 2031.
Tillsammans förväntas dessa farkoster ge forskarna en mycket mer
detaljerad bild av Europas is och ytans sammansättning och eventuellt
underjordiskt vatten. Europa Clippers radarinstrument kan hjälpa forskare att
avgöra om grunda reservoarer finns i isen och hur de är strukturerade (obs detta är inte det troliga havet utan just vattensamlingar i isen ).
Under Europas extremt kalla yta kan ett globalt hav finnas eftersom Jupiters kraftfulla gravitation ständigt pressar och sträcker
ut månen, vilket genererar intern värme som fångas in av den överliggande
isen och här kan ge reservoarer av vatten här och där närmare ytan.
Men då ska man enligt
mig förstå att dessa fickor av vatten inte kan ge information om eventuellt liv
i havet nedanför isen utan enbart är smältvatten i fickor i ishöljet.
Studien fokuserar på gångar, smala sprickor eller sprickor
som teoretiskt skulle kunna tillåta vatten från havet att stiga uppåt genom
isen. Idén liknar något hur smält sten kan röra sig genom sprickor på jorden
innan den ger näring åt vulkanisk aktivitet. På isiga världar kallas processen
kryovulkanism, eller vulkanism som involverar is och vatten snarare än smält
berg.
Ojha påtalar att jämförelsen bara är användbar till en viss
gräns.
"Is och flytande vatten är fundamentalt annorlunda än
lava och de vulkaner vi har här på jorden," beskriver han. En saknad
pusselbit är hur turbulens fungerar på denna måne. Tidigare
modeller behandlade ofta vatten som steg genom Europas is som om det rörde sig
på ett relativt ordnat sätt. Men Rutgers-ledda simuleringar antyder att vattnet
sannolikt skulle röra sig snabbt och turbulent genom sprickorna blandas mot de
kalla väggarna i sprickan och snabbt förlora värme till den omgivande isen.
"Det här vattnet som eventuellt stiger kommer att
bli turbulent," beskriver Ojha. "Det kommer att skvalpa åt alla håll
i en virvlande rörelse. Och när det händer kommer det flytande vattnet att
svalna mycket snabbt när det närmar sig ytan."
När vattnet svalnar kan det bli överkylt vilket innebär att
det förblir flytande även efter att ha sjunkit under sin normala minusgrad.
Under dessa förhållanden kan små iskristaller bildas, byggas upp och täppa till
vägen från uppstigande vatten.
Simuleringarna visar att smala sprickor kan frysa igen inom
några timmar. Bredare sprickor kan leda mer vatten under idealiserade
förhållanden, men turbulens gör dessa scenarier mycket mindre gynnsamma.
Forskarna fann att för att leverera tillräckligt med vatten för att bilda några
av Europas formationer som visar var de kan finnas skulle sprickorna behöva vara orealistiskt långa eller
förekomma i stora antal.
Resultatet är en bild av Europa där grunt vatten i fickor om de finns kan ha ett annat ursprung än vad många forskare har hoppats på. Istället
för att stiga direkt från havet kan vattnet bildas genom lokal uppvärmning och
smältning inuti isen.
"Vårt arbete tyder på att Europas isytal kan vara en
starkare barriär mellan havet och ytan än vad man tidigare antagit," beskriver
Ojha. "Detta hjälper framtida uppdrag att tolka vad de hittar och bättre
förstå var de ska leta efter tecken på liv."
Problemet enligt mig
är att förstå vad för vatten man finner. Vattenfickor i isen kan vara just
smält vatten inget annat kanske med vissa mineral men knappast mer. Hur det ska
göras för att borra ner till det intressanta hav som finns under ytan är kanske
en omöjlighet med dagens teknik då isens tjocklek beräknas vara 15-25 km. Att ta prov från botten i havet är en än svårare uppgift då
havets djup beräknas till mellan 60-150 km djup.
Studien är publicerad i Nature Astronomy Här beskriver
använde Ojha med sina kollegor
datorsimuleringar för att testa om flytande vatten från Europas djupa hav kan
stiga genom sprickor i isen och samlas i grunda reservoarer närmare ytan. Om
sådana reservoarer finns kan det vara lättare i framtida uppdrag att upptäcka
eller ta prov på vattnet där än i havet långt nedanför. Men resultatet av dessa prov får tas med en nypa salt och inte ses som prov på själva havet.