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.
