La luna di Giove Europa è uno dei principali candidati per la vita nel nostro sistema solare e gli scienziati sono stati affascinati per decenni dall’ipotesi che abbia un profondo oceano di acqua salata. Tuttavia, questo oceano è racchiuso in un guscio ghiacciato che potrebbe essere spesso da chilometri a decine di chilometri, rendendo il campionamento un compito difficile.
Prove crescenti suggeriscono che il guscio di ghiaccio sulla superficie di Europa sia più un sistema dinamico che una barriera e potrebbe costituire un sito di astrobiologia con una potenziale abitabilità a sé stante.
Le osservazioni radar in grado di penetrare nel ghiaccio che hanno catturato la formazione di una caratteristica “doppia cresta” in Groenlandia suggeriscono che il guscio di ghiaccio di Europa potrebbe avere un’abbondanza di sacche d’acqua al di sotto di caratteristiche simili che sono comuni sulla superficie. I risultati, che saranno pubblicati sulla rivista Nature Communications, potrebbero essere interessanti per il rilevamento di ambienti potenzialmente abitabili all’interno dell’esterno della luna gioviana.
“Poiché queste zone potenzialmente abitabili sono più vicine alla superficie, si possono ottenere sostanze chimiche interessanti dallo spazio, da altre lune e dai vulcani di Io, e c’è quindi la possibilità che la vita abbia una possibilità se ci sono sacche d’acqua nel guscio ghiacciato“, ha affermato l’autore senior dello studio Dustin Schroeder, professore associato di geofisica presso la School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth) della Stanford University. “Se il meccanismo che vediamo in Groenlandia è simile alle cose accadono su Europa, suggerisce che ci sia acqua ovunque“.
I dati radar della Groenlandia che penetrano nel ghiaccio suggeriscono che sacche di acque poco profonde potrebbero essere comuni all’interno del guscio di ghiaccio di Europa, aumentando il potenziale per rilevare segni di abitabilità vicino alla superficie della luna di Giove.
Un analogo terrestre
Sulla Terra, i ricercatori analizzano le regioni polari utilizzando strumenti geofisici aerotrasportati per capire come la crescita e il ritiro delle calotte glaciali potrebbero influire sull’innalzamento del livello del mare. Gran parte di quell’area di studio si verifica sulla terraferma, dove il flusso delle calotte glaciali è soggetto a un’idrologia complessa – come laghi subglaciali dinamici, stagni di fusione superficiale e condotti di drenaggio stagionale – che contribuisce all’incertezza nelle previsioni del livello del mare.
Poiché il sottosuolo terrestre è inevitabilmente diverso dall’oceano sotterraneo di acqua liquida di Europa, i coautori dello studio sono rimasti sorpresi quando, durante una presentazione di un gruppo di laboratorio su Europa, hanno notato che le formazioni che striano la luna ghiacciata sembravano estremamente simili a una caratteristica minore sulla superficie della calotta glaciale della Groenlandia, una calotta glaciale che il gruppo ha studiato in dettaglio.
“Stavamo lavorando a qualcosa di completamente diverso in relazione al cambiamento climatico e al suo impatto sulla superficie della Groenlandia quando abbiamo visto queste minuscole doppie creste – e siamo stati in grado di vedere le creste passare da ‘non formate’ a ‘formate’“, ha detto Schroeder .
Dopo un ulteriore esame, hanno scoperto che la cresta a forma di “M” in Groenlandia nota come doppia cresta potrebbe essere una versione in miniatura della caratteristica più importante di Europa.
Una vista di Europa creata dalle immagini scattate dalla navicella spaziale Galileo della NASA alla fine degli anni ’90. Credito: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
Importante e prevalente
Le doppie creste su Europa appaiono come drammatici squarci sulla superficie ghiacciata della luna, con creste che raggiungono quasi 300 metri, separate da valli larghe circa 700 metri. Gli scienziati sono a conoscenza di queste caratteristiche formazioni da quando la superficie della luna è stata fotografata dalla navicella spaziale Galileo negli anni ’90, ma non sono stati in grado di concepire una spiegazione definitiva di come si siano formate.
Attraverso l’analisi dei dati di elevazione della superficie e del radar di penetrazione del ghiaccio raccolti dal 2015 al 2017 dall’operazione IceBridge della NASA, i ricercatori hanno rivelato come è stata prodotta la doppia cresta nella Groenlandia nord-occidentale quando il ghiaccio si è fratturato attorno a una sacca di acqua liquida pressurizzata che si stava ricongelando all’interno della calotta glaciale, facendo sorgere due picchi nella forma distinta.
Complessità a palle di neve
“In Groenlandia, questa doppia cresta si è formata in un luogo in cui l’acqua dei laghi e dei corsi d’acqua superficiali spesso defluisce nella superficie vicina e si ricongela“, ha affermato l’autore principale dello studio Riley Culberg, uno studente di dottorato in ingegneria elettrica a Stanford. “Un modo in cui simili sacche di acque poco profonde potrebbero formarsi su Europa potrebbe essere attraverso l’acqua proveniente dall’oceano sotterraneo che viene forzata nella conchiglia di ghiaccio a causa di fratture – e ciò suggerirebbe che potrebbe esserci una ragionevole quantità di scambio che si verifica all’interno della conchiglia di ghiaccio“.
Piuttosto che comportarsi come un blocco di ghiaccio inerte, il guscio di Europa sembra subire una varietà di processi geologici e idrologici, un’idea supportata da questo studio e altri, inclusa la prova di pennacchi d’acqua che eruttano in superficie. Un guscio di ghiaccio dinamico supporta l’abitabilità poiché facilita lo scambio tra l’oceano sotterraneo e i nutrienti dai corpi celesti vicini accumulati in superficie.
“Le persone studiano queste doppie creste da oltre 20 anni, ma questa è la prima volta che siamo stati effettivamente in grado di osservare qualcosa di simile sulla Terra e vedere la natura elaborare la sua magia“, ha detto il coautore dello studio Gregor Steinbrügge, un planetologo del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA che ha iniziato a lavorare al progetto come ricercatore post-dottorato a Stanford. “Stiamo facendo un passo molto più grande nella direzione della comprensione di quali processi effettivamente dominano la fisica e la dinamica del guscio di ghiaccio di Europa“.
I coautori hanno affermato che la loro spiegazione su come si formano le doppie creste è così complessa che non avrebbero potuto concepirla senza l’analogo sulla Terra.
“Il meccanismo che abbiamo proposto in questo documento sarebbe stato quasi troppo audace e complicato da proporre senza vederlo accadere in Groenlandia“, ha affermato Schroeder.
I risultati forniscono ai ricercatori una firma radar per rilevare rapidamente questo processo di formazione della doppia cresta utilizzando il radar a penetrazione di ghiaccio, che è tra gli strumenti attualmente pianificati per esplorare Europa dallo spazio.
“È solo un’altra ipotesi in cima a molte: abbiamo solo il vantaggio che la nostra ipotesi ha alcune osservazioni dalla formazione di una caratteristica simile sulla Terra per supportarla“, ha detto Culberg. “Sta aprendo tutte queste nuove possibilità per una scoperta molto eccitante“.
Riferimento: “Double ridge formation over shallow water sills on Jupiter’s moon Europa” 19 aprile 2022, Nature Communication.
DOI: 10.1038/s41467-022-29458-3
