NASA odkryła sekret Europy. To ściana o niewiarygodnej grubości

Europa, ksieżyc Jowisza, skrywa pod warstwą lodu płynny ocean, który może być siedliskiem życia. Po latach domysłów wiemy wreszcie jak gruby jest ten lodowy pancerz.

Czy w oceanie ukrytym pod lodową skorupą Europy istnieje życie? Najnowsze dane z sondy Juno, opublikowane na łamach prestiżowego Nature Astronomy, przynoszą przełom w rozumieniu budowy tego księżyca. Okazuje się, iż lodowy pancerz jest znacznie grubszy, niż mieli nadzieję niektórzy optymiści. To odkrycie, które redefiniuje nasze plany poszukiwania obcych form życia.

Europa, księżyc Jowisza nieco mniejszy od naszego Księżyca, od lat rozpala wyobraźnię naukowców. Wszystko za sprawą słonego oceanu, który chlupocze pod jego zamarzniętą powierzchnią. To tam, w ciemnych głębinach, mogą panować warunki sprzyjające powstaniu życia.

Sonda Juno. Wizualizacja: NASA

Jednak aby się do niego dostać lub chociażby zbadać jego skład, trzeba najpierw zrozumieć barierę, która oddziela nas od wody. Przez lata trwał spór: czy lód na Europie jest cienką, kruchą taflą, czy potężną, wielokilometrową warstwą? Dzięki przelotowi sondy Juno z 2022 r. wreszcie znamy odpowiedź.

Lód o grubości kilometrów

Podczas gdy inżynierowie NASA projektowali instrument Microwave Radiometer (MWR) głównie z myślą o badaniu atmosfery Jowisza, to właśnie to urządzenie stało się kluczem do rozwiązania zagadki Europy. 29 września 2022 r. sonda zbliżyła się do księżyca na odległość zaledwie 360 km. Radiometr zajrzał pod lód, mierząc temperaturę na różnych głębokościach.

Koncepcja artystyczna przedstawia przekrój lodowej skorupy Europy. Dane wykorzystane do wygenerowania nowych wyników dotyczących grubości i struktury lodu zostały zebrane przez radiometr mikrofalowy na pokładzie sondy Juno należącej do NASA podczas bliskiego przelotu obok księżyca Jowisza 29 września 2022 r. Ilustracja: NASA/JPL-Caltech/SwRI/Koji Kuramura/ Gerald Eichstädt (CC BY)

Wyniki analizy są jednoznaczne i stawiają kropkę nad „i” w wieloletniej debacie między zwolennikami modelu cienkiej i grubej skorupy. Pomiary wskazują, iż lodowa powłoka w badanym regionie ma średnią grubość około 29 km. To nie jest cienka warstewka lodu, ale solidna geologiczna tarcza. To jednak mimo wszystko znacznie mniej niż sądzili niektózy pesymiści szacujący grubość pokryway na 100 km.

Steve Levin, naukowiec projektu Juno z Jet Propulsion Laboratory NASA, precyzuje jednak, iż rzeczywistość może być jeszcze bardziej skomplikowana. Oszacowane 29 km dotyczy zimnej, sztywnej i przewodzącej warstwy zewnętrznej czystego lodu wodnego.

Europa, księżyc Jowisza.

Jeśli pod nią znajduje się cieplejsza warstwa konwekcyjna, co jest możliwe, całkowita grubość skorupy byłaby jeszcze większa. Z drugiej strony, domieszka soli w lodzie mogłaby zredukować te szacunki o około 5 km.

Nic nie jest przesądzone

Dlaczego grubość lodu ma tak fundamentalne znaczenie dla astrobiologii? Chodzi o transport składników odżywczych. Życie, jakie znamy, potrzebuje nie tylko wody, ale też chemii. Tlen i inne składniki powstające na powierzchni Europy pod wpływem promieniowania z kosmosu muszą w jakiś sposób trafić do oceanu poniżej, by nakarmić potencjalne organizmy.

To zbliżenie lodowej powierzchni Europy, księżyca Jowisza, zostało wykonane 20 grudnia 1996 r. przez system obrazowania półprzewodnikowego (Solid State Imaging) na pokładzie sondy kosmicznej Galileo podczas jej czwartej orbity wokół Jowisza. Fot. NASA/JPL/ASU

Gruba na niemal 30 km skorupa to zła wiadomość. Oznacza ona znacznie dłuższą i trudniejszą drogę dla życiodajnych pierwiastków. Co więcej, instrument MWR dostarczył nowych informacji o strukturze samego lodu tuż pod powierzchnią. Wykryto obecność tzw. rozpraszaczy (ang. scatterers), licznych pęknięć, porów i pustych przestrzeni.

Te nieregularności są jednak stosunkowo małe (mają po kilka centymetrów) i sięgają jedynie kilkuset metrów w głąb. Modele sugerują, iż ten system spękań jest zbyt płytki, by stanowić wydajną windę transportującą tlen z powierzchni wprost do oceanu. Mechanizm zasilania oceanu w energię i materię staje się więc w świetle tych badań o wiele bardziej złożony i tajemniczy.

Pamiętajmy jednak, iż tlen nie jest najważniejszy dla powstania życia. Na Ziemi życie powstało bez tlenu i wciąż są organizmy, które go nie potrzbują do życia.

Więcej o poszukiwaniu życia w kosmosie przeczytasz na Spider`s Web:

Europa Clipper i Juice przejmą pałeczkę

Odkrycia dokonane przez sondę Juno to jednak dopiero wstęp do tego, co czeka nas w najbliższej dekadzie. Scott Bolton, główny badacz misji z Southwest Research Institute, podkreśla, iż zrozumienie grubości lodu i struktury jego pęknięć to najważniejszy kontekst dla nadchodzących misji.

Juno, która 25 lutego wykona swój 81. przelot w pobliżu Jowisza, przetarła szlak dla dwóch potężnych następców. W drodze do układu Jowisza są już Europa Clipper (NASA) oraz JUICE (Europejska Agencja Kosmiczna). Amerykańska sonda dotrze na miejsce w 2030 r., a europejska rok później.

Dzięki danym z Juno naukowcy wiedzą już, z czym przyjdzie się mierzyć nowym odkrywcom. Choć pancerz Europy okazał się grubszy i trudniejszy do sforsowania, niż niektórzy liczyli, stawka pozostaje ta sama. To wciąż jedno z najbardziej obiecujących miejsc w Układzie Słonecznym, gdzie moglibyśmy znaleźć odpowiedź na pytanie: czy jesteśmy sami?