عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
إنسيلادوس، أحد أقمار زحل، قد يأوي محيطًا يغلي تحت الأرض. كما يعتبر حاليًا مكانًا رئيسيًا للبحث عن الحياة خارج الأرض. | مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
توصلت دراسة جديدة إلى أن الأقمار الجليدية الصغيرة الموجودة في الأطراف الخارجية لنظامنا الشمسي قد تخفي محيطات تغلي تحت أسطحها.
ووجدت الأبحاث السابقة أن بعض الأقمار الجليدية في النظام الشمسي الخارجي، مثل قمر زحل إنسيلادوس، لا يتم تجميدها صلبة. وبدلًا من ذلك، قد تستضيف محيطات بين أصدافها الجليدية وقلوبها الصخرية. لأنه على أرض، توجد حياة فعليًا أينما وجد الماء، وهذا ما أثار الأمل في أن مثل هذه المحيطات المخفية قد تكون أفضل المواقع في نظامنا الشمسي للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
ولإلقاء الضوء على المحيطات المدفونة داخل هذه الأقمار الجليدية، قام عالم الجيوفيزياء ماكسويل رودولف من جامعة كاليفورنيا في ديفيس سابقًا بدراسة القوى التي قد تنجم عن التغيرات في سمك الأصداف الجليدية لهذه الأقمار على مدار مئات الملايين من السنين.
وقال رودولف لموقع Space.com: “كنا مهتمين بشكل خاص بما إذا كانت الضغوط يمكن أن تؤدي إلى تكوين شقوق تربط السطح بالمحيط تحت السطح، مما يسمح بثوران الماء السائل من محيط يحتمل أن يكون صالحًا للسكن إلى الفضاء”.
في عمل سابق، ركز رودولف وزملاؤه على ما يحدث لهذه الأقمار عندما تصبح قشورها الجليدية أكثر سمكًا. وبما أن الجليد يحتل حجمًا أكبر من كتلة مماثلة من الماء السائل، فإن التجميد يضغط على الأصداف الجليدية، مما يولد ميزات مثل “خطوط النمر” التي تظهر على إنسيلادوس.
وفي الدراسة الجديدة، استكشف الباحثون ما يحدث عندما تصبح الأصداف الجليدية لهذه الأقمار أرق بسبب الذوبان من القاع. على سبيل المثال، اكتشفت الأبحاث السابقة أن التذبذب في مدار قمر زحل ميماس ربما كان بسبب وجود محيط تحت قشرته الجليدية، والذي من المحتمل أن يكون قد نشأ في العشرة ملايين سنة الماضية، بالنظر إلى أن سطحه لا يزال يحتفظ بالعديد من الميزات القديمة، مثل الحفر. من المحتمل أن يكون هذا المحيط قد نتج عندما ذابت قشرة ميماس بسبب التفاعلات مع أقمار زحل الأخرى.
واكتشف العلماء أنه إذا أصبحت هذه الأصداف الجليدية رقيقة، فإن الضغط الذي تمارسه على المحيطات ينخفض. على أصغر الأقمار الجليدية، مثل ميماس وإنسيلادوس أو ميراندا على أورانوس، يمكن أن ينخفض الضغط بدرجة كافية للوصول إلى ما يسمى بـ “النقطة الثلاثية” – وهي مزيج محدد من درجة الحرارة والضغط يمكن أن يتواجد فيها الجليد والماء السائل وبخار الماء معًا. وهذا يمكن أن يؤدي إلى غليان طبقات المحيطات الأقرب إلى أصدافها الجليدية بعد أن تصبح الأصداف الجليدية أقل بحوالي ثلاثة إلى تسعة أميال (خمسة إلى 15 كيلومترًا).
“هذا هو نوع الغليان الذي يحدث عند درجات حرارة منخفضة، وليس نوع الغليان الذي يحدث في المطابخ عندما تقوم بتسخين الماء إلى أكثر من 100 درجة مئوية.” [212 degrees F]”، قال رودولف. “بدلاً من ذلك، فإن درجة الغليان قريبة جدًا من الصفر درجة مئوية [32 degrees F]. لذا، بالنسبة لأي شكل من أشكال الحياة المحتملة تحت منطقة الغليان، يمكن أن تستمر الحياة كالمعتاد”.
في المقابل، على الأقمار الجليدية الأكبر حجمًا التي يزيد عرضها عن 370 ميلًا (600 كيلومتر)، مثل تيتانيا في أورانوس، فإن انخفاض الضغط الناتج عن ذوبان الجليد سيؤدي بدلاً من ذلك إلى تشقق القشرة الجليدية قبل الوصول إلى النقطة الثلاثية للمياه، حسب حسابات الفريق. ويشير الباحثون إلى أن السمات الجيولوجية لتيتانيا، مثل التلال المتجعدة، ربما تكون قد نتجت عن فترة من ترقق القشرة الجليدية تليها إعادة سماكة.
قد يكون للغازات الناتجة عن الغليان عدد من التأثيرات، مثل تكوين الكالثرات، وهي هياكل جليدية معقدة تحبس جزيئات الغاز. وقال رودولف: “سوف يتناول العمل المستقبلي هذه العمليات بالتفصيل لفهم ما يحدث للغاز بمجرد إطلاقه من المحيط، وما هي أنواع السمات السطحية التي نتوقع أن تتشكل فيما يتعلق بهذه العمليات”.
وتفصيل العلماء النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت في 24 نوفمبر في مجلة Nature Astronomy.