من المحتمل أن يفتقر قمر المحيط المشتري أوروبا إلى النشاط التكتوني، مما يقلل من فرص الحياة عليه

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

قد لا تكون أوروبا أفضل مكان للبحث عن حياة غريبة في النظام الشمسي.

دراسة جديدة نمذجة ما الكلمة كوكب المشتري إن المحيط المخفي للقمر يشبه الاستنتاج بأن النشاط التكتوني – والتفاعلات الكيميائية المعقدة التي يسهلها هذا النشاط – ربما لا تذكر.

“في النهاية، بدون التصدع والتصدع، ليس من الواضح بالنسبة لنا كيف سيتم تعريض الصخور الطازجة للمحيط للسماح بأنواع التفاعلات الكيميائية المستمرة التي تحتاجها الميكروبات للحفاظ على نفسها،” المؤلف الرئيسي للدراسة بول بيرن، أستاذ مشارك في كلية الطب بجامعة هارفارد. أرضوقال علوم البيئة والكواكب في جامعة واشنطن في سانت لويس لموقع Space.com.

أوروبا تحتوي على محيط عميق تحت طبقة من الجليد يبلغ سمكها عشرات الكيلومترات. يلتف هذا المحيط حول قلب صخري، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن الواجهة بين المحيط والقلب. إذا كانت الحياة موجودة في محيط أوروبا، فيجب أن تكتسب الطاقة بطريقة أو بأخرى، على الأرجح من التفاعلات في قاع البحر بين الماء والصخور. يعد الوصول إلى الصخور الطازجة أمرًا حيويًا لإنتاج المزيد من العناصر الغذائية.

على الأرض، يُمكِّن التصدع التكتوني في قاع البحر المياه من الانغماس كيلومترات في الصخور، ومع ظهور تصدعات جديدة عن طريق تحريك الصفائح التكتونية، تنكشف صخور جديدة، مما يحافظ على إمدادات المغذيات التي يتم إطلاقها في المحيط من خلال الفتحات الحرارية المائية.

قام فريق بيرن بتقييم احتمالية النشاط التكتوني في قاع بحر أوروبا باستخدام نموذج جديد يأخذ في الاعتبار الضغوط الناجمة عن المد والجزر الثقالي الناتج عن كوكب المشتري، والانكماش طويل المدى للقمر عندما يبرد باطنه تدريجيًا، وانتقال الطاقة الحرارية عبر الوشاح.

ومع ذلك، فقد وجدوا أن أيًا من هذه العوامل لن يكون قويًا بما يكفي لإنتاج نشاط تكتوني. على سبيل المثال، تحدث ضغوط المد والجزر لأن مدار يوروبا حول كوكب المشتري ليس دائريًا تمامًا ولكنه غريب الأطوار، وفقًا لـ يوهانس كيبلرالقانون الأول للحركة المدارية. وهذا يعني أنه في نقاط معينة في كل مدار من مداراته حول كوكب المشتري التي تبلغ 84 ساعة، يكون أوروبا أقرب إلى الكوكب منه في أوقات أخرى، ويؤدي اختلاف الجاذبية الناتج إلى المد والجزر. ومع ذلك، لكي يكون المد والجزر قويًا بما يكفي لإحداث نشاط تكتوني كافٍ، يجب أن يكون الانحراف المركزي لمدار يوروبا أكبر -أكثر استطالة- مما هو عليه (انحراف مركزي قدره 0.441 مقارنة بالقيمة الفعلية البالغة 0.009). حتى لو أدت ضغوط المد والجزر المتكررة إلى إضعاف الجزء العلوي من قاع بحر أوروبا، مما يؤدي إلى حدوث كسور ضحلة، إلا أنها ليست شديدة بما يكفي لتمديد تلك الصدوع إلى أعماق الصخور الجديدة.

وبالمثل، في حين تشير النماذج النظرية إلى أن قلب يوروبا الصخري قد تقلص على مدى مليارات السنين بسبب برودة باطنه، فإنه سيتعين عليه أن يتقلص عدة كيلومترات لكسر الأساس الصخري وخلق صدوع تكتونية عميقة. سيكون هذا أكثر شمولاً من العملية على الأرض قمر، والتي تشير التقديرات إلى أنها تقلصت بعدة عشرات من الأمتار طوال تاريخها الممتد لأربعة مليارات ونصف المليار سنة، على الرغم من أنها أقل مما كانت عليه في المريخ، والتي يُعتقد أنها تقلصت بما يصل إلى 7 كيلومترات (4.3 ميل).

يعد الافتقار إلى التكتونيات خبرًا سيئًا لإمكانية الحياة، لأن الحياة ستحتاج إلى مغذيات كيميائية جديدة للبقاء على قيد الحياة. ومن المصادر الرئيسية لهذه العناصر الغذائية الموجودة في قاع محيطات الأرض الفتحات الحرارية المائية، مثل الفتحة الشهيرة. المدخنين السود. ولكن وفقًا للنموذج الجديد، فإن المدخنين السود الذين ينفخون الماء الساخن المملوء بالعناصر الغذائية غير ممكن على أوروبا.

قال بيرن: “لكن اتضح أن هناك أنواعًا أخرى من الأنظمة الحرارية المائية”. وتنتشر هذه الأنواع الأخرى عبر الصخر إلى أعماق أقل عمقًا، وبالتالي تكون أكثر برودة.

وأضاف بيرن: “في الواقع، هذه الأنواع الأخرى هي الأكثر شيوعًا على وجه الأرض”. “يمكن أن توجد مثل هذه الفتحات الحرارية المائية الأكثر برودة نسبيًا على أوروبا، لكنها ستكون أقل نشاطًا بكثير من الصور التقليدية التي لدينا في رؤوسنا عندما نفكر في الفتحات الحرارية المائية. ومن غير المؤكد إلى متى يمكن أن تستمر هذه الأنظمة الحرارية المائية الأكثر برودة وتدعم الحياة الميكروبية الكيميائية.”

إذا كانت الفتحات الحرارية المائية والصدوع التكتونية خارج قائمة أوروبا، فهل هناك أي مصادر أخرى محتملة للطاقة الكيميائية والمواد المغذية التي يمكن أن تدعم الحياة على قمر المحيط؟ قال بيرن: ربما يكون الأمر كذلك، ولكن لا يزال هناك الكثير من الأشياء المجهولة التي لا يمكن معرفتها على وجه اليقين. على سبيل المثال، الاضمحلال الإشعاعي يمكن أن يكون مصدرًا بديلاً للطاقة، لكننا لا نعرف أرقام هذه العملية على أوروبا. وبدلاً من ذلك، ربما تدخل العناصر الغذائية إلى المحيط ليس من الأسفل، بل من الأعلى. النيازك التي تصطدم بالجليد السطحي وتنغمر وتنجذب إلى المحيط. ومع ذلك، ليس من الواضح ما إذا كانت هناك طرق عبر القشرة الجليدية السميكة إلى المحيط والعكس صحيح. هذا هو أحد الأشياء المجهولة لدى ناسا أوروبا كليبر وتهدف البعثة، وهي حاليًا في طريقها إلى أوروبا، إلى اكتشافها.

من المحتمل أيضًا أن تكون النتائج بمثابة أخبار سيئة لأقمار المحيط الأخرى في كوكبنا النظام الشمسي، ويقوم فريق بيرن حاليًا بإعداد دراسة جديدة تبحث في هذا الأمر بشكل أكبر.

“دون الكشف عن الكثير، أستطيع أن أقول إن النتائج الإجمالية لأوروبا تنطبق على معظم الأقمار الأخرى، مع الاستثناء المحتمل [Saturn‘s moon] إنسيلادوس“، قال بيرن.

ومع ذلك، وعلى الرغم من النظرة المتشائمة، يحرص بيرن على التأكيد على أنه لا ينبغي لنا أن نتوقف عن البحث عن الحياة على هذه الأقمار الجليدية بمحيطاتها المخفية.

وقال بيرن: “نحن لا نقول، ولا نستطيع أن نقول، أنه لا توجد حياة في أوروبا”. “ما نقوله هو أنه اقتراح أصعب، بناء على نتائجنا.”

ونشرت النتائج في 6 يناير في المجلة اتصالات الطبيعة.