برای مدتهای طولانی، دانشمندان بر این باور بودند که حوضچههای کوچک آب در سطح اروپا (قمر مشتری) مستقیم از اقیانوسهای عمیق و یخی آن سرچشمه میگیرند. اما آیا این فرضیه از نظر قوانین فیزیک امکانپذیر است؟
اوایل امسال، پژوهشگران درباره خطرات «یخهای پفکرده» در سطح اروپا هشدار دادند. اگر این فاکتور در نظر گرفته نشود، کاوشگرهای فضایی که عازم این قمر مشتری هستند ممکن است در اقیانوسهای عمیق و یخی آن غرق شوند. اما یک مطالعه جدید نشان میدهد که چنین اتفاقی رخ نخواهد داد؛ البته به دلایلی که مأموریتهای ما به قمر اروپا را سادهتر نخواهد کرد.
به گزارش واضح به نقل از گزمودو (Gizmodo)، مقالهای که در نشریه معتبر Nature Astronomy منتشر شده است، این فرض را که حوضچههای کمعمق آب در سطح اروپا یک مسیر دسترسی مستقیم به اقیانوسهای عمیق و یخی هستند، به چالش میکشد. در تئوری، این مسیر دسترسی فرضی میتوانست بررسی نحوه انتقال آب مایع از اعماق قمر اروپا از طریق شکافهای یخی به سطح را برای کاوشگرها بسیار آسانتر کند. اما متأسفانه، دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که آیا اصلاً چنین فرایندی در واقعیت رخ میدهد یا خیر.
لوجندرا اوجها (Lujendra Ojha)، نویسنده اول این مطالعه و دانشمند علوم زمین در دانشگاه روتگرز، در گفتوگو با گزمودو گفت: «این دقیقاً همان چیزی بود که ما میخواستیم آزمایش کنیم. بهطور خاص، ما این پرسش را مطرح کردیم که آیا آب میتواند قبل از اینکه گرمای خود را از دست داده و منجمد شود، این مسافت طولانی را طی کند؟ و آیا شکافهای یخی میتوانند آنقدر باز بمانند که مقدار قابل توجهی آب را منتقل کنند؟»
چالشهای حرکت آب در پوسته یخی قمر مشتری
برای انجام این پژوهش، اوجها و همکارانش حرکت و روند سرد شدن آب را در داخل شکافهای پوسته یخی قمر اروپا شبیهسازی کردند. اوجها در بیانیهای از سوی دانشگاه روتگرز توضیح داد که مدلهای قبلی «اغلب صعود آب از میان یخهای اروپا را بهگونهای در نظر میگرفتند که گویی آب به شکلی کاملاً منسجم و منظم حرکت میکند.» وی افزود که مدلهای گذشته نوعی شباهت میان آتشفشانهای زمین و آتشفشانهای یخی (کِریووآتشفشان) قائل میشدند، در حالی که تفاوتهای «بنیادین» و اساسی میان یخ، آب مایع، مواد مذاب و آتشفشان وجود دارد.
در مقابل، رویکرد جدید دانشمندان با در نظر گرفتن فاکتورهای متعدد مانند سرعت حرکت آب، اندازه شکافها، تلاطم (توربولانس) و پدیده فوقسرمایش (Supercooling)، روشی بسیار واقعبینانهتر را در پیش گرفته است. شبیهسازیهای انجامشده به یک نتیجه ساده اما ناامیدکننده رسیدند: با در نظر گرفتن تمام جوانب، موانع ساختاری بسیار زیادی برای رسیدن مطمئن آبِ اقیانوس عمیق به سطح وجود دارد.
اوجها در ادامه گفتگو با گزمودو اشاره کرد: «به عنوان مثال، اگر آب به صورت پرتلاطم و آشفته بالا بیاید، گرمای خود را به سرعت به یخهای اطراف داده و کریستالهای یخی کوچکی تشکیل میدهد که در نهایت میتوانند شکاف موجود را مسدود کنند.»
پیامدهای کشف جدید برای مأموریتهای فضایی آینده
بنابراین، حوضچههای کوچک آبی که ما در سطح قمر اروپا مشاهده کردهایم، احتمالاً حاصل ذوب شدن بخشهایی از همان پوسته یخی هستند، نه آبهایی که از اعماق اقیانوس زیرین بالا آمده باشند. با این حال، اوجها تأکید کرد که این یافتهها لزوماً به معنای تغییرات شدید و ناگهانی در برنامه مأموریتهای فضایی آینده به مقصد اروپا نیست. اما اگر فضاپیماها مخازن آب مایع کمعمق را در سطح اروپا شناسایی کردند، نباید «بهطور خودکار فرض کنیم که این آب مستقیماً از اقیانوس عمیق اروپا سرچشمه گرفته است.»
اوجها در پایان خاطرنشان کرد: «در این صورت، محدودیتهای شیمیایی، فیزیکی و شاید زیستشناختی که ما از مطالعه لایه آب مایع کمعمق به دست میآوریم، ممکن است بههیچوجه منعکسکننده ساختار شیمیایی اقیانوس زیرین نباشد. بنابراین، مأموریتهای فضایی آینده نه تنها باید بر یافتن آبهای کمعمق تمرکز کنند، بلکه باید منشأ آن و وجود یا عدم وجود ارتباطش با اقیانوس عمیقتر را نیز به دقت تعیین کنند.»
آگهی فردا