Dostęp do ukrytego oceanu Europy okazuje się znacznie trudniejszy.
Od dziesięcioleci astrobiolodzy marzyli o pobraniu próbek tamtejszych wód. Ocean podpowierzchniowy uważany jest za „świętego Graala” w poszukiwaniu życia poza Ziemią. Jednak nowe badania pokazują, że droga z powierzchni do wód oceanów świata bardziej przypomina ścianę niż autostradę.
Zespół naukowców pod kierownictwem Lujendry Oja z Uniwersytetu Rutgers przeprowadził symulacje komputerowe. Chcieli sprawdzić, czy woda w stanie ciekłym z głębin oceanu Europy może przedostać się przez pęknięcia i gromadzić się w płytkich zbiornikach.
Dlaczego to jest ważne?
Takie płytkie zbiorniki wodne byłyby łatwym celem dla statków kosmicznych: są wykrywalne i dostępne. Głęboki ocean znajduje się na głębokości kilkudziesięciu kilometrów i nie jest tak łatwo eksplorować. Jeśli woda w płytkich kieszeniach to po prostu stopiony lód z samej skorupy lodowej, nie dostarcza to żadnych wskazówek na temat składu chemicznego ani możliwości zamieszkania w oceanie pod spodem.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy ujawniło poważne problemy związane z koncepcją tak łatwego dostępu.
Fizyka blokad lodowych
Naukowcy zadali proste pytanie: czy woda może wydostać się z głębin oceanu na powierzchnię bez uprzedniego zamarzania?
Odpowiedź w większości przypadków brzmi: nie.
Chociaż woda w stanie ciekłym przedostaje się przez pęknięcia w skorupie lodowej, nie płynie ona gładko. Ruch staje się burzliwy, woda wiruje i wrze, wchodząc w kontakt z zamarzniętymi ścianami pęknięć. Mieszanie to powoduje szybką utratę ciepła.
Woda ulega przechłodzeniu i spada poniżej normalnej temperatury zamarzania, pozostając jednocześnie cieczą.
Potem pojawia się pułapka. Tworzą się mikroskopijne kryształki lodu, tak zwane kryształy fryzy (lód śryżowy). Zatykają drogę.
Symulacje wykazały, że wąskie pęknięcia są zamykane w ciągu zaledwie kilku godzin. Nawet szerokie pęknięcia muszą być nienaturalnie długie lub niewiarygodnie liczne, aby przesunąć w górę wystarczającą ilość wody i stworzyć obserwowane przez naukowców kształty powierzchni.
„Tajemnicą, którą chcieliśmy rozwiązać, było to, czy taka podróż była w ogóle możliwa” – powiedziała dr Oija.
Właściwie, nie. I nie jest to takie łatwe.
Ziemskie wulkany to zła analogia
Planetolodzy często polegają na modelach Ziemi. Kriowulkanizm jest często porównywany do wulkanizmu naziemnego. Ruch stopionej skały kontrastuje z ruchem wody i lodu.
To porównanie jest błędne.
Lód i woda w stanie ciekłym zachowują się inaczej niż lawa. Różnią się zasadniczo. Zbyt szybko odprowadzają ciepło. Fizyka rządząca ziemskimi wulkanami nie ma zastosowania do lodowej skorupy Europy.
„Myślę, że brakuje tu elementarnej fizyki” – stwierdził dr Oija. „Chciałem więc zgłębić tę kwestię”.
Co to oznacza dla przyszłych misji?
Jeśli na powierzchni Europy istnieje woda w stanie ciekłym, prawdopodobnie nie ma ona połączenia z głębinami oceanu. Najprawdopodobniej tworzy się lokalnie w wyniku topnienia skorupy lodowej.
To zmienia zasady gry.
Płytkie zbiorniki nie są wyznacznikiem możliwości zamieszkania w głębokich oceanach. Są odizolowani. To są ślepe zaułki.
Lodowa skorupa Europy stanowi silniejszą barierę między oceanem a powierzchnią, niż wcześniej sądzono. Blokuje bezpośrednią wymianę płynów.
Ta rzeczywistość zmusza nas do ponownego rozważenia naszej strategii. Przyszłe misje będą musiały inaczej interpretować swoje ustalenia. Muszą zrozumieć, że obecność wody na powierzchni nie gwarantuje dostępu do oceanu. I niekoniecznie mówi nam to wiele przydatnych informacji na ten temat.
Gdzie powinniśmy teraz szukać oznak życia? Ścieżka nie jest tak łatwa, jak się spodziewaliśmy.
