Europa, donmuş yüzeyinin altında devasa bir sıvı su okyanusu gizlenmiş olabileceği için onlarca yıldır bilim insanlarını büyülüyor.
Bu gömülü deniz, Jüpiter'in buzlu uydusunu, Dünya dışında yaşama uygun koşulların var olup olmadığını araştırmak için güneş sistemindeki en umut verici yerlerden biri haline getiriyor. Ancak Rutgers Üniversitesi'nden bilim insanı Lujendra Ojha liderliğindeki yeni araştırma, Europa'nın derin okyanusundan malzeme elde etmenin daha önce düşünülenden çok daha zor olabileceğini gösteriyor.
Europa'nın Buzundan Geçen Olası Bir Rota Test Ediliyor
Nature Astronomy dergisinde yayımlanan bir çalışmada Ojha ve meslektaşları, Europa'nın küresel okyanusundaki suyun buz tabakasındaki çatlaklardan yukarı doğru ilerleyip ilerleyemeyeceğini ve sığ yeraltı rezervuarlarında birikip birikemeyeceğini bilgisayar simülasyonlarıyla inceledi. Eğer bu tür cepler varsa, gelecekteki uzay araçları bunları derinlerdeki okyanustan çok daha kolay tespit edebilir veya örnek alabilir.
Rutgers Sanat ve Bilim Fakültesi'ne bağlı Yer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde doçent olan Ojha, "Çözmek istediğimiz gizem, bu yolculuğun gerçekten mümkün olup olmadığıydı" dedi. "Sıvı su, Europa'nın derin okyanusundan yüzeye doğru yükselirken yolda donmadan ilerleyebilir mi?"
Sonuçlar, derin okyanustan buzun üst katmanlarına yapılacak yolculuğun birçok bilim insanının varsaydığından çok daha az olası olduğunu gösteriyor.
Ojha, "Bir buz kabuğu var, altında su var ve bu suyun derinlerden gelip yola çıkmadan donmadan yüzeye kadar nasıl çıkabileceğine dair bir sürü spekülasyon var" dedi. "İşte bunu çürüttüğümüzü düşünüyoruz."
Sığ Suyun Farklı Bir Kaynağı Olabilir
Bu sonuç, bilim insanlarının Europa'da gelecekte yapılacak keşifleri nasıl yorumlayacağını önemli ölçüde etkileyebilir. Uzay araçları yüzeyin altında sığ sıvı su cepleri tespit ederse, bu rezervuarlar uydunun derin okyanusundan gelen suyu içermeyebilir. Bunun yerine, buz kabuğunun bazı bölümlerinin yerel olarak erimesiyle oluşmuş olabilirler.
Bu fark önemli çünkü bilim insanları Europa'ya sıvı su, kimya ve enerjinin birleşimi nedeniyle ilgi duyuyor; bunların hepsi bir ortamın yaşamı destekleyip destekleyemeyeceğini değerlendirirken temel faktörler. Sığ su, derinlerde gömülü okyanustan çok daha kolay incelenebilir. Ancak bu rezervuarlar okyanustan izole edilmişse, Europa'nın bilimsel açıdan en ilgi çekici ortamı hakkında çok az bilgi verebilirler.
Europa Clipper ve JUICE Jüpiter'e Yaklaşıyor
Bu bulgular, iki büyük görevin Jüpiter sistemine doğru yol aldığı bir dönemde geliyor. NASA'nın Europa Clipper görevi Ekim 2024'te fırlatıldı ve Nisan 2030'da Jüpiter'e ulaşması bekleniyor. Araç gezegenin yörüngesinde dönecek ve Europa'nın 49 yakın geçişini tamamlayacak. Avrupa Uzay Ajansı'nın Jüpiter Buzlu Uydular Kaşifi (JUICE) görevi ise Nisan 2023'te fırlatıldı ve Temmuz 2031'de Jüpiter'e varması planlanıyor.
İki uzay aracının birlikte Europa'nın donmuş kabuğu, yüzey kimyası ve potansiyel yeraltı suyu hakkında çok daha net bir tablo ortaya koyması bekleniyor. Europa Clipper'daki radar, araştırmacıların sığ rezervuarların var olup olmadığını belirlemesine ve bunların boyutunu ve yapısını ortaya çıkarmasına yardımcı olabilir.
Europa'nın acımasız soğuk yüzeyinin çok altında, Jüpiter'in muazzam kütleçekimsel çekiminin uyduyu sürekli esnetip sıkıştırması nedeniyle küresel bir okyanus sıvı kalabiliyor. Bu hareket, kalın buz kabuğunun altında hapsolan iç ısı üretiyor.
Su Çatlaklardan Yükselebilir mi?
Yeni çalışma, okyanus suyunun buzun içinden yukarı doğru hareket etmesi için teorik olarak kanal görevi görebilecek dar çatlaklar olan daykları inceledi. Bu kavram, erimiş kayaların Dünya'nın kabuğundaki çatlaklardan geçerek volkanik patlamalara katkıda bulunmasına benziyor. Donmuş dünyalarda, erimiş kaya yerine su ve buzun dahil olduğu benzer aktiviteye kriyovolkanizma deniyor.
Ojha, iki süreç arasındaki karşılaştırmanın net sınırları olduğu konusunda uyardı.
"Buz ve sıvı su, lav ve Dünya'da gördüğümüz volkanlardan temelde farklıdır" dedi. "Bence burada eksik olan bazı temel fizik kuralları var ve ben bunu keşfetmek istedim."
Önceki modellerin hafife almış olabileceği bir faktör türbülans. Daha önceki simülasyonlar genellikle suyun Europa'nın buzunda nispeten düzgün ve organize bir akışla yükseleceğini varsayıyordu. Rutgers liderliğindeki araştırma bunun yerine suyun hızlı ve kaotik bir şekilde hareket edeceğini, çatlağın soğuk duvarlarına defalarca çarpacağını ve ısısını hızla çevreleyen buza aktaracağını öne sürüyor.
Ojha, "Yukarı çıkacak olan bu su türbülanslı olacak" dedi. "Sağa sola, yukarı aşağı gidecek, dönen bir hareketi olacak. Bu olduğunda, sıvı su yüzeye yaklaştıkça çok çok hızlı soğuyacak."
Buz Kristalleri Yolu Tıkayabilir
Yükselen su ısı kaybettikçe, sıcaklığı normal donma noktasının altına düşse bile sıvı kalarak aşırı soğuyabilir. Bu durumda, frazil buzu olarak bilinen küçük kristaller oluşmaya başlayabilir. Zamanla bu kristaller birikerek çatlağı tıkayabilir.
Simülasyonlara göre, dar çatlaklar birkaç saat içinde donarak kapanabilir. Daha büyük çatlaklar ideal koşullar altında daha fazla su taşıyabilir, ancak türbülans bu durumları bile çok daha az elverişli hale getiriyor. Ekip, Europa'nın görünür yüzey özelliklerinden bazılarını oluşturmak için yeterli suyu taşımanın, gerçekçi olmayan uzunlukta veya alışılmadık derecede fazla sayıda çatlak gerektireceğini buldu.
Bulgular, Europa'da herhangi bir sığ sıvı suyun küresel okyanustan ayrı olarak oluşmuş olabileceğine işaret ediyor. Büyük derinliklerden yukarı doğru gelmek yerine, yerel ısının buz kabuğunun bazı kısımlarını eritmesiyle üretilmiş olabilir.
Ojha, "Çalışmamız, Europa'nın buz kabuğunun okyanus ile yüzey arasında daha önce varsayılandan daha güçlü bir bariyer olabileceğini gösteriyor" dedi. "Bu, gelecekteki görevlerin bulduklarını yorumlamasına ve yaşanabilirlik belirtilerini nerede arayacaklarını daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor."
