Według zespołu naukowców kierowanego przez The University of Texas w Austin słona woda w lodowej skorupie księżyca Jowisza Europa może transportować tlen do pokrytego lodem oceanu ciekłej wody, gdzie może potencjalnie pomóc w podtrzymywaniu życia obcych.
Ta teoria została zaproponowana przez innych, ale naukowcy przetestowali ją, budując pierwszą na świecie opartą na fizyce komputerową symulację procesu, z tlenem jadącym po słonej wodzie pod „terenami chaosu” księżyca, krajobrazami złożonymi z pęknięcia, grzbiety i bloki lodu, które pokrywają jedną czwartą lodowego świata.
Wyniki pokazują, że nie tylko możliwy jest transport, ale że ilość tlenu dostarczanego do oceanu Europy może być równa ilości tlenu w dzisiejszych oceanach na Ziemi.
„Nasze badania umieszczają ten proces w sferze możliwości” – powiedział główny badacz Marc Hesse, profesor na Wydziale Nauk Geologicznych UT Jackson School of Geosciences. „Zapewnia rozwiązanie tego, co uważa się za jeden z głównych problemów związanych z możliwością zamieszkania podpowierzchniowego oceanu Europy”.
Badanie zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
Europa jest najlepszym miejscem do poszukiwania obcego życia, ponieważ naukowcy wykryli ślady tlenu i wody, a także chemikaliów, które mogą służyć jako składniki odżywcze. Jednak lodowa powłoka Księżyca – której grubość szacuje się na około 15 mil – służy jako bariera między wodą a tlenem, który jest generowany przez światło słoneczne i naładowane cząstki Jowisza uderzające w lodową powierzchnię.
Jeśli życie, jakie znamy, istnieje w oceanie, musi istnieć sposób, aby tlen mógł się do niego dostać. Według Hessego najbardziej prawdopodobnym scenariuszem opartym na dostępnych dowodach jest przenoszenie tlenu przez słoną wodę lub solankę.
Naukowcy sądzą, że tereny chaosu tworzą się ponad regionami, w których lodowa skorupa Europy częściowo topi się, tworząc solankę, która może mieszać się z tlenem z powierzchni. Stworzony przez naukowców model komputerowy pokazał, co dzieje się z solanką po utworzeniu terenu chaosu.
Model pokazał, że solanka spływa w wyraźny sposób, przybierając postać „fali porowatości”, która powoduje, że pory w lodzie chwilowo się rozszerzają, pozwalając solance przejść przez nią przed ponownym uszczelnieniem. Hesse porównuje ten proces do klasycznego kreskówkowego knebla, w którym wybrzuszenie wody spływa wężem ogrodowym.
Ten rodzaj transportu wydaje się być skutecznym sposobem przenoszenia tlenu przez lód, ponieważ 86% tlenu pochłoniętego na powierzchni unosi się na fali aż do oceanu. Ale dostępne dane pozwalają na szeroki zakres poziomów tlenu dostarczanych do oceanu Europy w jej historii – z szacunkami sięgającymi 10 000 razy.
Według współautora Stevena Vance’a, naukowca z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) i kierownika jego Planetary Interiors and Geophysics Group, najwyższe oszacowanie sprawiłoby, że poziom tlenu w oceanie Europy byłby podobny do tego w oceanach Ziemi – co budzi nadzieję, że ten tlen może podtrzymywać życie w ukrytym morzu.
„To kuszące, aby pomyśleć o organizmach tlenowych żyjących tuż pod lodem” – powiedział.
Vance powiedział, że nadchodząca misja NASA Europa Clipper 2024 może pomóc poprawić szacunki dotyczące tlenu i innych składników życia na lodowym Księżycu.
Kevin Hand, naukowiec zajmujący się badaniami nad Europą z NASA JPL, który nie był częścią badania, powiedział, że badanie przedstawia przekonujące wyjaśnienie transportu tlenu na Europie.
„Wiemy, że Europa ma na swojej powierzchni przydatne związki, takie jak tlen, ale czy te przedostają się do oceanu poniżej, gdzie życie może ich użyć?” powiedział. „W pracy Hessego i jego współpracowników odpowiedź wydaje się brzmieć tak”.
Badania zostały sfinansowane przez NASA, National Science Foundation i American Chemical Society Petroleum Research Fund.
Oprócz Jackson School, Hesse jest również naukowcem w UT Center for Planetary Systems Habitability oraz w Oden Institute for Computational Engineering and Sciences.