Jupiterin Europa-kuun jäisestä pinnasta saatiin tietoa Voyager 2 -luotaimelta vuonna 1979 ja Galileo-luotaimelta koko 1990-luvun ajan. Sen jälkeen on käynyt ilmi, että Europa on paras ehdokas vieraiden elämänmuotojen löytämiseksi Aurinkokunnasta.
Jäisen pinnan alla piilee valtava suolaisen veden meri, jossa voi olla elämää. Koska elämän löytymisen mahdollisuuksia Europasta pidetään hyvinä, Nasa päätti toteuttaa Europa Clipper -luotainhankkeen.
Luotain laukaistaan kohti Europaa vuonna 2024 ja sen odotetaan asettuvan jäisen kuun kiertoradalle vuonna 2030. Luotaimessa on tutka, jolla voidaan tutkia jään alla olevaa pintaa.
Tarkoituksena oli tutkia ilmastonmuutosta
Astrofyysikot ovat aiemmin olleet epätoivon vallassa, sillä Europan 20–30 kilometriä paksu jääpeite on vaikuttanut niin paksulta, että sitä ei voisi läpäistä tutkilla.
Nyt tutkijaryhmä yhdysvaltalaisesta Stanfordin yliopistosta on Grönlannissa tehdyssä tutkimuksessa saanut selville, että vettä voi olla paljon lähempänä pintaa kuin tähän asti on oletettu.
Alun perin tutkijoiden tarkoituksena oli selvittää, miten Grönlannin mannerjään kasvu ja kutistuminen vaikuttaa merenpinnan nousuun ja siten ilmastonmuutokseen.
Sattumalta tutkijaryhmä seurasi toisten tutkijoiden esitystä Europan pinnasta ja havaitsi, että Europa muistuttaa yllättävän paljon Grönlannista tehtyjä havaintoja.
Näin jäähän syntyy kaksoisharjanteita
Esimerkki vesitaskusta, joka on kovan jääkuoren sisässä, eli sen alla on kovaa läpäisemätöntä jäätä ja yläpuolella huokoista jäätä.
Kun ympäristöönsä kosketuksissa oleva vesi jäätyy, se laajenee. Silloin jäljelle jäänyt nestemäinen vesi tunkeutuu huokoisen jään läpi kohti pintaa.
Pinnalle nouseva vesi jäätyy nopeasti ja muodostaa tulpan vesitaskuun. Näin jäljellä olevaan nestemäiseen veteen syntyy jälleen ylipaine.
Pinnalle syntyy kaksoisharjanne, kun jäljellä oleva nestemäinen vesi puristuu ylöspäin kohti tulppaa, joka muodostui ensimmäisessä paineentasauksessa.
Grönlannin mannerjäätikön alta tutkijat löysivät niin kutsutun kaksoisharjanteen, joka muistuttaa kanavaa, jonka kummallakin sivulla on korkea kumpare.
Nasan Operation IceBridge -hankkeen datan analyyseissä selvisi, miten kaksoisharjanne oli syntynyt Grönlannin luoteisosiin. Hankkeessa käytettiin muun muassa jään läpäisevää tutkaa.
M:n muotoiset harjanteet
Tutkijat havaitsivat, että jää halkeili mannerjään sisässä olevan uudelleen jäätyvän vesitaskun ympäriltä, jolloin syntyi m:n muotoisia harjanteita.
Tutkijat uskovat, että vastaava prosessi on voinut tapahtua myös Europassa, kertoo ryhmän jäsen, Riley Culberg:
"Grönlannissa tämä kaksoisharjanne on syntynyt paikkaan, jossa pinnalla olevien järvien ja jokien vesi virtaa jään sisään ja jäätyy. Vesitaskuja voi syntyä myös Europassa lähelle pintaa, kun pinnan alla olevan meren vettä työntyy jääkuoren repeämien kautta lähemmäs pintaa."
Europassa tällaisia kaksoisharjanteita on paljon. Niiden syntytapa on tähän asti ollut astrofyysikoille arvoitus, joka nyt ehkä on ratkaistu.
Vasemmalla on kaksoisharjanteita Grönlannin mannerjäässä WorldView-3-satelliitin kuvaamana. Oikealla taas on lähes identtiset harjanteet Galileo-luotaimen kuvaamana Jupiterin Europa-kuussa.
Kun vettä on noussut kohti harjanteita, eli kohti pintaa sitä päästään helpommin tutkimaan tutkalaitteistoilla.
Vettä ja kemiallisia aineita lähempänä pintaa
Elämän syntyminen avaruudessa edellyttää kolmea asiaa: vettä, kemiaa ja energiaa. Europassa on niitä kaikkia.
Harjanteissa oleva vesi voi nimittäin sisältää useampia elämää synnyttäviä kemiallisia aineita kuin syvällä pinnan alla oleva vesi. Tutkimusryhmässä mukana oleva geofyysikko Dustin Schroeder selittää asian näin:
"Koska vesi on lähempänä pintaa, on mahdollista, että siihen imeytyy kemiallisia aineita avaruudesta, muista kuista ja Jupiterin Io-kuun tulivuorista. Siksi elämän mahdollisuudet harjanteiden vesitaskuissa ovat hyvät. Jos Grönlannissa havaittu mekanismi toimii samoin myös Europassa, vettä voi olla kaikkialla."
Tutkimusryhmän uusien tulosten perusteella Nasa voi tarkkaan suunnitella, minne jään läpäisevä tutka suunnataan, kun Clipper-luotain pääsee Europan kiertoradalle 2030.