العلماء الذين يأملون في العثور على حياة في محيطات مائية سائلة تحت القشرة الجليدية المتجمدة لقمر المشتري أوروبا، قد يحصلون على يد العون من “معركة كرات الثلج الكونية” التي انخرط فيها هذا العالم ذات يوم.
لطالما اعتبر أوروبا موقعًا رئيسيًا في النظام الشمسي للبحث عن أدلة على وجود حياة بسيطة – الحياة كما نعرفها، على الأقل). وذلك لأنه يُعتقد أن هذا القمر الذي يبلغ عرضه 1940 ميلاً (3100 كيلومتر) يستضيف محيطات من المياه المالحة تبلغ ضعفي إلى ثلاثة أضعاف حجم كل بحر على الأرض مجتمعة. ويُعتقد أن هذه المحيطات تكمن تحت القشرة الجليدية لأوروبا، وتعد مثل هذه البيئات المائية مناطق رئيسية لنشوء الحياة. ومع ذلك، فإن احتمال استضافة أوروبا للحياة، والشكل الذي قد تتخذه الحياة في هذا العالم، يعتمد بشدة على سمك القشرة الجليدية لهذا القمر. هذا السماكة هو شيء ناضل العلماء حتى الآن لتحديده.
لكن الآن، قد يكون لدى فريق من علماء الكواكب بعض الأدلة حول القيمة النهائية. بعد النظر إلى الحفر الكبيرة في أوروبا والتي نتجت عن قصف الكويكبات والمذنبات للقمر، استخدم الباحثون هذه الملاحظات لتحديد أن سمك قشرة إنسيلادوس يبلغ حوالي 12 ميلاً (20 كيلومترًا). ويقولون إن هذه القشرة من المحتمل أن تطفو على محيط يتراوح عمقه من 40 إلى 100 ميل (60 إلى 150 كيلومترًا) يقع حول قلب القمر الصخري.
متعلق ب: ربما يحتوي القمر المحيطي لكوكب المشتري، أوروبا، على كمية أقل من الأكسجين مما كنا نعتقد
وقال براندون جونسون، القائد المشارك للفريق والأستاذ المشارك في كلية العلوم بجامعة بوردو، في بيان: “إن فهم سمك الجليد أمر حيوي للتنظير حول الحياة المحتملة على أوروبا”. “إن مدى سماكة القشرة الجليدية يتحكم في نوع العمليات التي تحدث داخلها، وهذا مهم حقًا لفهم تبادل المواد بين السطح والمحيط.
وتابع جونسون: “هذا ما سيساعدنا على فهم كيفية حدوث جميع أنواع العمليات في أوروبا، ويساعدنا على فهم إمكانية الحياة”.
الحفر في قشرة جليدية
تتطلب الحياة كما نعرفها ثلاثة مكونات رئيسية: الماء السائل، وبعض العناصر الكيميائية مثل الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت، ومصدر للطاقة.
يعتقد العلماء أن الحياة على أوروبا من المحتمل أن تكون مدعومة بتفاعلات كيميائية بحتة، ومع ذلك، بدلاً من عملية التمثيل الضوئي، نرى نباتات أرضية وأشكال بسيطة من الحياة الأرضية تشارك فيها.
وذلك لأن أوروبا تتعرض باستمرار لإشعاعات كوكب المشتري، مما يعني أن الحياة لن تكون قادرة على الوجود على سطحه. وهذا يعني أن أي حياة في أوروبا يجب أن تعيش تحت الجليد، حيث لا يوجد ضوء الشمس. وضوء الشمس ضروري لعملية التمثيل الضوئي. وبالتالي، لكي تعمل عملية التمثيل الضوئي في هذه الحالة، يجب أن تكون طبقة الجليد سميكة بما يكفي لحماية أشكال الحياة البسيطة مثل الميكروبات من الإشعاع، ولكنها تظل رقيقة بما يكفي للسماح لهذا الإشعاع بتزويد الحياة البسيطة بالطاقة.
وبشكل أكثر تحديدًا، قام الفريق بتقدير سمك القشرة الجليدية لأوروبا من خلال فحص الملاحظات التي قدمتها المركبة الفضائية جاليليو في عام 1998. ثم قام العلماء بنمذجة الحفر باستخدام مزيج من الخصائص الفيزيائية والصفات السطحية التي يمكن أن تكون قد خلقت الفجوات.
جونسون على دراية جيدة بدراسة الاصطدامات الهائلة التي ربما تكون الكواكب قد شهدتها طوال تاريخ النظام الشمسي الممتد لـ 4.5 مليار سنة، وكيف شكلت هذه التأثيرات العوالم.
وقال: “إن الحفر الناتجة عن الارتطام هي العملية السطحية الأكثر انتشارًا في تشكيل الأجسام الكوكبية”. “تم العثور على الحفر في كل جسم صلب رأيناه على الإطلاق تقريبًا. إنها محرك رئيسي للتغيير في الأجسام الكوكبية. عندما تتشكل الحفرة الاصطدامية، فإنها تستكشف بشكل أساسي البنية تحت السطح لجسم كوكبي.
وتابع: “من خلال فهم أحجام وأشكال الحفر الموجودة على أوروبا وإعادة إنتاج تكوينها من خلال عمليات المحاكاة العددية، يمكننا استنتاج معلومات حول مدى سماكة قشرته الجليدية”.
قد تخبر دراسة الحفرة هذه الباحثين الكثير عن القشرة الجليدية لأوروبا، وحتى القليل عن المحيط الموجود تحتها وكذلك كيفية تبادل المواد بين الطبقتين.
قصص ذات الصلة:
– في سعيهم للعثور على حياة غريبة، يبحث العلماء عن ثنائيات الأرض والمشتري خارج المجموعة الشمسية
– شاهد مركبة الهبوط على سطح كوكب المشتري وهي تتعامل مع التضاريس القاسية التي قد تواجهها على أوروبا (فيديو)
– مسبار جونو التابع لناسا يرى ثورانات بركانية نشطة على القمر البركاني لكوكب المشتري آيو (صور)
“أظهرت التقديرات السابقة وجود طبقة جليدية رقيقة جدًا فوق محيط سميك. لكن بحثنا أظهر أنه يجب أن تكون هناك طبقة سميكة – سميكة جدًا بحيث يحتمل حدوث الحمل الحراري في الجليد، وهو ما تمت مناقشته سابقًا،” كما قال شيجيرو واكيتا، الباحث المشارك في الفريق. -قال القيادي والباحث في كلية العلوم بجامعة بوردو في البيان.
ما تكشفه هذه الدراسة عن القلب الصخري لهذا القمر المشتري أقل وضوحًا، وقد يكون التفاعل بين اللب الصخري والماء ضروريًا لتحديد المعادن الموجودة في محيطات أوروبا. وبالتالي لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن يتمكن العلماء من تأكيد احتمال ظهور الحياة على قمر المشتري هذا.
نُشر بحث الفريق يوم الأربعاء (20 مارس) في مجلة Science Advances.