Het bereiken van de verborgen oceaan van Europa is nu een stuk moeilijker geworden.
Astrobiologen dromen er al tientallen jaren van om zijn wateren te bemonsteren. De ondergrondse oceaan is de heilige graal voor het vinden van leven buiten de aarde. Nieuw onderzoek suggereert dat de brug van het oppervlak naar de zee meer een muur dan een snelweg zou kunnen zijn.
Een team onder leiding van Lujendra Ojha van Rutgers University voerde simulaties uit. Ze wilden zien of vloeibaar water uit de mondiale diepe oceaan van Europa door scheuren kon opstijgen en zich in ondiepe reservoirs kon verzamelen.
Waarom doet dit er toe?
Deze ondiepe zakken zouden gemakkelijke doelwitten zijn voor ruimtevaartuigen. Ze zijn detecteerbaar. Toegankelijk. De diepe oceaan ligt tientallen kilometers verderop. Dat is het niet. Als het ondiepe water alleen maar gesmolten ijs van de schaal zelf is, vertelt het ons niets over de chemie of bewoonbaarheid van de oceaan eronder.
De studie, gepubliceerd in Nature Astronomy, vond een probleem met dat gemakkelijke woon-werkverkeer.
De natuurkunde van bevroren klompen
De onderzoekers stelden een simpele vraag. Kan water uit de diepe oceaan naar de oppervlakte stijgen zonder eerst te bevriezen?
Het antwoord is meestal nee.
Terwijl vloeibaar water door breuken in de ijsschelp omhoog schiet, glijdt het niet. Het beweegt turbulent. Het wervelt. Het kolkt tegen de ijskoude wanden van de scheuren. Dit roeren veroorzaakt snel warmteverlies.
Het water koelt af. Het daalt tot onder het normale vriespunt terwijl het nog steeds vloeibaar is.
Dan komt de val. Er ontstaan kleine ijskristallen die frazil-ijs worden genoemd. Ze verstoppen het pad.
De simulaties lieten zien dat smalle breuken binnen enkele uren dichtsloegen. Zelfs brede breuken zouden onnatuurlijk lang of extreem talrijk moeten zijn om voldoende water naar boven te bewegen om de oppervlaktekenmerken te creëren die wetenschappers waarnemen.
“Het mysterie dat we wilden oplossen was of deze reis daadwerkelijk mogelijk is,” zei Dr. Ojja.
Dat is het niet echt. Niet gemakkelijk.
Vulkanen op aarde zijn een slechte vergelijking
Planetaire wetenschappers kijken vaak naar de aarde voor modellen. Cryovulkanisme wordt vaak vergeleken met aards vulkanisme. Gesmolten gesteente versus water en ijs omhoog.
Die vergelijking gaat mank.
IJs en vloeibaar water gedragen zich niet als lava. Ze zijn fundamenteel verschillend. Ze voeren de warmte te snel af. De fysica die aardse vulkanen aandrijft, komt niet overeen met de ijskorst van Europa.
“Ik denk dat er hier een fundamentele natuurkunde ontbreekt,” merkte Dr. Ojha op. “En dus wilde ik dat onderzoeken.”
Wat dit betekent voor toekomstige missies
Als er in Europa ondiep vloeibaar water bestaat, is dit waarschijnlijk niet verbonden met de diepe oceaan. Het ontstaat waarschijnlijk lokaal als de schaal smelt.
Dit verandert het spel.
Ondiepe reservoirs kunnen niet dienen als maatstaf voor de bewoonbaarheid van de diepe oceaan. Ze zijn geïsoleerd. Het zijn doodlopende wegen.
De Europese ijsschelp is een sterkere barrière tussen de oceaan en het oppervlak dan eerder werd aangenomen. Het blokkeert de directe vloeistofuitwisseling.
Deze realiteit dwingt tot een strategieverandering. Toekomstige missies moeten hun bevindingen anders interpreteren. Ze moeten begrijpen dat het vinden van water aan de oppervlakte geen garantie is voor toegang tot de oceaan. Of vertel ons er zelfs veel over.
Waar moeten we nu naar tekenen van leven zoeken? Het pad is niet zo direct als we hadden gehoopt.
