Europa to lodowy księżyc Jowisza. Fascynuje naukowców, bowiem pod jego powierzchnią znajduje się prawdopodobnie ocean ciekłej wody. A to oznacza, że Europa jest potencjalnie miejscem, w którym mogą istnieć warunki sprzyjające życiu.

Amerykańscy naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe, aby sprawdzić czy ciekła woda z podpowierzchniowego oceanu Europy może przedostawać się przez pęknięcia w lodzie i gromadzić w płytkich zbiornikach bliżej powierzchni.

Gdyby takie rezerwuary wody istniały, byłyby łatwiejszym celem dla przyszłych misji do zbadania próbek. Niestety rezultat badań wskazuje, że droga ciekłej wody w obszary bliżej powierzchni jest znacznie trudniejsza niż zakładano. Gdyby więc jednak natrafiono na zbiornik wody blisko lodowej powierzchni, to wcale nie musi to być woda z położonego głęboko oceanu, która zdradziłaby tajemnice panującego w oceanie środowiska.

Znajdujący się głęboko ocean może pozostawać płynny, ponieważ grawitacja Jowisza nieustannie ściska i rozciąga Europę, co generuje wewnętrzne ciepło, uwięzione pod lodową pokrywą.

W opisywanych badaniach skupiono się na wąskich szczelinach (pęknięciach), które teoretycznie mogłyby pozwolić wodzie z oceanu na przemieszczanie się do góry przez lód. To trochę podobne do tego, jak stopione skały mogą przemieszczać się przez szczeliny na Ziemi, zanim zasilą aktywność wulkaniczną. Na lodowych księżycach mówimy o kriowulkaniźmie, czyli o wulkanizmie z udziałem lodu i wody, a nie stopionych skał.

Jednak mimo podobieństwa sytuacji, własności lodu i wody są inne niż lawy. Istotnym czynnikiem są turbulencje. Dawniejsze modele często zakładały, że woda przemieszcza się w uporządkowany sposób. Nowe obliczenia wskazują, że woda będzie raczej przechodzić przez szczeliny szybko i turbulentnie, mieszając się z zimnymi ścianami szczelin i szybko oddając ciepło do otaczającego lodu.

W miarę utraty ciepła, woda może przejść do stanu tzw. przechłodzenia, w którym pozostaje cieczą pomimo temperatury mniejszej niż zwykła temperatura jej zamarzania. W takich warunkach mogą tworzyć się małe kryształki lodu, które będą się gromadzić i zatykać ścieżkę. Symulacje pokazują, że wtedy szczeliny zamarzają w ciągu godzin. Aby dostarczyć wystarczająco dużo wody do utworzenia rożnych struktur powierzchniowych na Europie, pęknięcia musiałyby być nierealistycznie długie lub występować w olbrzymiej liczbie.

Lujendra Ojha z Uniwersytetu Rutgersa, pierwsza autorka publikacji, która ukazała się w „Nature Astronomy” wskazuje w podsumowaniu, iż przeprowadzone badania sugerują, że pokrywa lodowa Europy może być mocniejszą barierą pomiędzy oceanem, a powierzchnią, niż zakładano. To będzie pomocne dla przyszłych misji przy interpretacji tego, co odkryją i lepszego zrozumienia ewentualnych oznak zdatności do zamieszkania przez życie.

Obecnie w drodze do Jowisza i jego księżyców są dwie bezzałogowe sondy kosmiczne: amerykańska Europa Clipper oraz europejska Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Pierwsza z nich wystartowała w październiku 2024 roku i dotrze do celu w kwietniu 2030 roku, z kolei druga opuściła Ziemię w kwietniu 2023 roku i dotrze do Jowisza w lipcu 2031 roku. Obie mają wśród swoich zadań zbadanie Europy. (PAP)

cza/ agt/