اروپا، یکی از ۶۷ ماه سیاره مشتری است و کاندیدای برتر در دارا بودن نشانه‌های زندگی در منظومه شمسی است. این جرم آسمانی بهترین گزینه برای جستجوی زندگی فرازمینی است، چون دانشمندان نشانههایی از اکسیژن و آب و نیز مواد شیمیایی که ممکن است نقش مواد مغذی را داشته باشند را در آن شناسایی کرده‌اند.
ده‌ها سال است که اقیانوس آب شور عمیق آن، دانشمندان را مجذوب خود کرده است. اما این اقیانوس را پوسته‌ای یخی به ضخامت ده‌ها مایل پوشانده‌است که موجب می‌شود نمونه برداری از آن با ترس و دلهره همراه باشد. ورقه یخی این ماه مانند سدی بین آب و اکسیژن عمل می‌کند. اکنون، شواهد بیشتر حاکی از این هستند که این پوسته یخی ممکن است صرفاً نقش سد و مانع را نداشته باشد، بلکه بیشتر یک سیستم پویا با پتانسیل زیست‌پذیری باشد.
مشاهدات راداری که به زیر لایه یخی گرینلند واقع در آب‌های اقیانوس منجمد شمالی نفوذ کرده و از تشکیل یک ساختار دولبه تصویربرداری کرده‌اند این احتمال را پیش رو می‌گذارند که پوسته یخی اروپا ممکن است در زیر ساختارهایی که روی سطح آن نیز فراوان هستند تعداد زیادی منطقه آبی داشته باشد. این یافته می‌تواند به شناسایی محیط‌های زیست‌پذیر محتمل در خارج از ماه ژوویان کمک کند.
از آنجا که ورقه یخی به سطح نزدیک‌تر است و در سطح می‌توان مواد شیمیایی جالب توجهی از فضا، ماه‌های دیگر و آتشفشان‌های ماه آیو دریافت کرد، این احتمال وجود دارد که در صورت وجود مناطق پوشیده از آب، نشانههایی از زندگی در این ماه یافت شوند. اگر مکانیسم‌هایی که در گرینلند مشاهده می‌شوند مشابه همان اتفاق‌هایی باشند که در اروپا، ماه مشتری رخ می‌دهند، می‌توان گفت که این ماه سراسر پوشیده از آب است.
همتای زمینی
پژوهشگران دانشگاه استنفورد در سیاره زمین، با استفاده از تجهیزات ژئوفیزیکی هوایی، نواحی قطبی را مورد تحلیل و مطالعه قرار داده‌اند تا دریابند چگونه رشد و عقب‌نشینی ورقه‌های یخ بر بالا آمدن سطح آب دریا تأثیر می‌گذارد. بخش وسیعی از این مطالعه روی خشکی انجام می‌شود، جایی که حرکات ورقه‌های یخ در معرض شرایط هیدرولوژیک پیچیده‌ای قرار می‌گیرد و این امر موجب عدم قطعیت در پیش گویی‌ها می شود. دریاچه‌های فعال زیریخی، تالاب‌های ذوب شده سطحی و آب‌گذرهای فصلی از جمله این شرایط هیدرولوژیک هستند.
این پژوهشگران روی ناحیه‌ای کاملاً متفاوت کار می‌کردند که در رابطه با تغییرات اقلیمی و تأثیر این پدیده بر سطح گرینلند بود. در این حین متوجه وجود ساختارهای دو لبه‌ای شدند که برخی شکل نیافته و برخی شکل یافته بودند.
آنها پس از بازبینی‌های بیشتر به این نتیجه رسیدند که ستیغ شبیه به حرف Mدر گرینلند که به آن ساختار دو لبه می‌گویند می‌تواند نسخه مینیاتوری برجسته‌ترین ساختار شکل گرفته در اروپا، ماه مشتری باشد.
برجسته و برتر
ساختارهای دو لبه در اروپا به شکل بریدگی‌های بزرگی در سراسر سطح یخی این ماه نمایان می‌شوند. ارتفاع ستیغ‌های آنها به حدود ۱۰۰۰ فوت می‌رسد و دره‌هایی به عرض نیم مایل بین آنها فاصله انداخته‌اند. دانشمندان از زمانی که فضاپیمای گالیله در دهه ۱۹۹۰ از سطح این ماه عکس‌برداری کرد از وجود این ساختارها آگاه شدند، اما نمی‌توانستند از نحوه شکل‌گیری آنها سر در بیاورند.
آنها از طریق تحلیل داده‌هایی که در طول عملیات «آیس بریج» ناسا از سال ۲۰۱۵ تا سال ۲۰۱۷ از ارتفاعات سطحی و رادار یخ‌نورد به دست آوردند، دریافتند ساختار دو لبه واقع در شمال غرب گرینلند زمانی تشکیل شد که یخ در نزدیکی حجمی از آب مایع تحت فشار که در حال انجماد مجدد در ورقه یخ بود دچار شکاف و شکستگی شد. در نتیجه، دو ستیغ پدید آمدند که شکلی متمایز داشتند.
در گرینلند، این ساختار دو لبه در جایی شکل گرفته است که آب دریاچه‌ها و رودهای سطحی به طور مکرر به زیر سطح می‌رود و دوباره یخ می‌زند. ممکن است مناطق مشابهی از آب‌های سطحی در اروپا نیز شکل بگیرد. این اتفاق می‌تواند از طریق آب اقیانوس زیر سطحی رخ دهد که با فشار و از میان شکاف‌ها و شکستگی‌ها به درون پوسته یخی رخنه می‌کند.
پوسته یخی پویا
پوسته یخی اروپا به جای آن که رفتاری مانند قطعه یخی ساکن و بی‌جنبش داشته باشد، ظاهراً فرایندهای زمین‌شناختی و هیدرولوژیکی متنوعی را پشت سر می‌گذارد. از جمله این فرایندها فوران‌های آب هستند که به سطح می‌جهند. ورقه یخی پویا می‌تواند زیست‌پذیر باشد، چون تبادل آب بین اقیانوس زیرسطحی با مواد مغذی که روی سطح اجرام آسمانی نزدیک تجمع می‌یابند را تسهیل می‌کند.
بیش از ۲۰ سال است که دانشمندان ساختارهای دو لبه را مطالعه می‌کنند اما این نخستین‌بار است که آنها توانسته‌اند مشابه آنها را در زمین مشاهده کنند و به جادوی طبیعت بیشتر ایمان آورند. بدون دیدن مکانیسم مشابهی که در گرینلند اتفاق افتاده، صحبت درباره این ویژگی‌ها در سطح اروپا متهورانه و غیر قابل فهم می‌شد.
این دستاورد پژوهشگران را به نشانه‌ای راداری تجهیز کرده که به کمک آن می‌توانند روند شکل‌گیری ساختار دو لبه را به سرعت شناسایی کنند. رادار در زمره تجهیزاتی است که در حال حاضر قرار است به منظور کاوش اروپا از فضا به‌کار رود.
***
اکسیژن‌رسانی به اقیانوس‌های ماه اروپا
نواحی آشفته ماه اروپا که یکی از ماه‌های مشتری است چشم‌اندازهایی متشکل از شکاف، برآمدگی و قطعه‌های یخی هستند که یک چهارم سطح این دنیای یخی را می‌پوشانند. یکی از نظریه‌های بحث‌برانگیز درباره اروپا این است که آب شور موجود در زیر پوسته یخی اروپا ممکن است اکسیژن را به درون اقیانوسی پوشیده از یخی که حاوی آب مایع است ببرد. این همان جایی است که پیش‌بینی می‌شود پتانسیل زیست‌پذیری داشته باشد.
این نظریه پیش از این چندین بار مطرح شده است، اما این نخستین‌بار است که این فرایند با اتکا به دانش فیزیک شبیه‌سازی رایانه‌ای می‌شود و اکسیژن شناور روی آب شور، در زیر نواحی آشفته نشان داده می‌شود.
نتیجه شبیه سازی نمایان‌گر این است که نه فقط انتقال اکسیژن غیر ممکن نیست، بلکه مقدار اکسیژنی که به اقیانوس ماه اروپا آورده شده می‌تواند برابر با مقدار اکسیژنی باشد که امروزه در اقیانوس‌های سیاره زمین موجود است.
اگر زندگی در اقیانوس اروپا وجود داشته باشد، باید اکسیژن به طریقی به آن برسد. محتمل‌ترین سناریو برای اکسیژن‌رسانی به این اقیانوس این است که مولکول‌های آب شور حامل آن باشند.
code
اکبر عزیزی «اخلاق» بازیچه ورزش نیست