Mi is van az Europa mélyén?

 

 Nemrégiben két kutatásban is foglalkoztak a híres Jupiter-holddal, az egyik a JGR Planets hasábjain arról szól, hogy folyékony vízlencsék lehetnek a jégkérgében, egy másik, a Geophysical Research Lettersben megjelent pedig azt taglalja, hogy vulkánok lehetnek az óceánja fenekén.

Az Europa Clipper nevű szonda, amely e holdat vizsgálja majd, elméletileg 2024-ben indulhat el és 2030-ban oda is érhet, ezért, bár kicsit furának tűnhet az elméletek sorozata, érdemes számos kérdést még a szonda indulása előtt felvetni, hogy pontosabban tervezhető legyen annak tudományos programja.

Elliptikus alakzatok sokasága az Europa jégfelszínén. A nyilak jelentése: fehér - gödör, fekete - dóm, piros - káoszterület. A fotót a Galileo űrszonda készítette, az alacsony albedó azt sejteti, hogy a sóknak jelentős szerep jut a létrejöttükben.

Kezdjük a vízlencsékkel! A Georgia Tech kutatópárosa a Galileo által készített részletes felszíni felvételekből, az ezeken látható alakzatokból indult ki. A hold felszínén számos kb. 10 km-es elliptikus alakzat látható, ezek közt gödrök, dómok, és vörös színű, fiatal felszínű kicsiny káoszterületek is vannak. Mivel ezek egyforma méretűek és alakúak, feltételezhető, hogy egyazon folyamat különböző időben, fejlődési szakaszban látszó megjelenési formái. Az elképzelések szerint ezeket az alakzatokat a jégben rejtőző vízlencsék hozzák létre, azonban ezek többféle módon keletkezhetnek (pl. dájkokon feláramló víz hozhatja létre) és több fejlődési utat is bejárhatnak. A meghatározó tényezők ebben a hőmérséklet, illetve a vízben oldott anyagok összetétele, mennyisége. E tényezők változtatására numerikus modellt készítettek a kutatók, amellyel kiszámolták, milyen élettartam jár egy-egy összetételhez és hőmérséklethez. A számítások eredményeként kiderült, hogy az 1-3 km mélységben elhelyezkedő vízlencséknek 1.000-100.000 évre van szükségük ahhoz, hogy megfagyjanak, s ennek a folyamata során megy végig a felszínen is látható átalakulás. A kutatók azt is megjegyzik azonban, hogy elképzelhető ennél jóval hosszabb, geológiai időskálán mérhető élettartamú vízlencse is, speciális körülmények esetében.

Az elliptikus területek a hozzájuk társított stádiumú vízlencsével, elsőnek az érintetlen terület, aztán a gödör két formája, majd dóm, végül a dóm fertöredezése után maradó káoszterület.

Mire lehetnek jók ezek a relatíve sekélyen elhelyezkedő vízlencsék? Egyrészt megőrizhetik az mélyben lévő óceán összetételét, beleértve az esetleges mikrobákat is. Másrészt hasonlóak lehetnek bennük a körülmények, mint az Antarktika területén lévő, egész évben fagyott felszínű tavakban, ahol magas a sótartalom, amelyekben e helyzethez adaptálódott mikrobaközösség lakik – ilyen tehát akár az Europa vízlencséiben is lehet. A vízlencsék jelenléte ezeken túl a felszíni jég és az alant lévő óceán közti anyagáramlásra, tápanyagkörforgásra is hatással van.

Művészi elképzelés az Europa óceánfenekén zajló vulkáni tevékenységről

No és mi a helyzet a mélyben megbúvó vulkánokkal? A cseh-francia-amerikai kutatócsoport, amelynek a JPL szakembere is tagja volt, szintén a jégkéregből indult ki, ennek látható tektonikai okra visszavezethető alakzatait elemezve, szintén egy numerikus modell segítségével vizsgálta meg a lehetőségeket.
Az valószínűleg sokak számára világos, hogy az Europa túl apró ahhoz, hogy a belsejében a keletkezése óta megmaradt volna bárminemű hő, így egyedüli hőforrásként a Jupiter nyújtotta árapályfűtés jön számításba. (Bár az Io közelebb kering a Jupiterhez, az ő esetében ugyanúgy az árapályfűtésnek köszönhető az igencsak erőteljes vulkanizmus.)
A jégkéreg és a mélybeli óceán alatt szilikátos kőzetekből álló köpenye, majd végül legbelül vasmagja van a holdnak, és a modellszámítások arra jutottak, hogy fennállhat aktív vulkanizmus az óceán alatti kőzetrétegben, annak részleges megolvadása révén. Az árapályfűtés a sarkok közelében a legerőteljesebb, emiatt e vulkánok is leginkább a hold sarkvidékei közelében lehetnek aktívak.

Mélytengeri hidrotermális kürtő a Földön, körülötte élőlények sokasága.

Amennyiben valóban vannak víz alatti vulkánjai az Europának, így az óceán aljzatán olyan hidrotermális rendszerek is kialakulhattak, mint a mi óceánjaink mélyén, s amelyek kiváló helyszínt biztosíthatnának egy esetleges élővilág számára is. A földi óceánok fenekén lévő hidrotermális területeken az élet alapját a kémiai energiát felhasználó mikrobák jelentik, így a napfény hiánya sem jelent problémát az élőlények számára. Hasonló lehetőséget biztosíthat az Europa óceánja fenekén is a feltehetően több milliárd éve fennálló vulkanizmus egy esetleges ottani létforma számára.