På 1970-talet undersöktes Jupitersystemet genom en rad robotuppdrag, början med Pioneer 10 och 11 uppdrag 1972/73 och Voyager 1 och2 uppdrag 1979. Utöver andra vetenskapliga mål fångade dessa uppdrag också bilder av Europas iskalla ytfunktioner, vilket gav upphov till teorin om att månen hade ett inre hav som möjligen kunde hysa liv.
Sedan dess har astronomer också hittat indikationer på att det finns regelbundna utbyten mellan detta inre hav och ytan, vilket inkluderar bevis på plumaktivitet som fångats av Hubble rymdteleskop. Och nyligen studerade ett team av NASA-forskare de konstiga funktionerna på Europas yta för att skapa modeller som visar hur det inre havet utbyter material med ytan över tid.
Studien, som nyligen dök upp i the Geofysiska forskningsbrev under titeln ”Bandformation and Ocean-Surface Interaction on Europa and Ganymede”, leddes av Samuel M. Howell och Robert T. Pappalardo - två forskare från NASA Jet Propulsion Laboratory. För sin studie undersökte teamet både Ganymede och Europa för att se vad månens ytfunktioner indikerade om hur de förändrades över tid.
Med hjälp av samma tvådimensionella numeriska modeller som forskare har använt för att lösa mysterier om rörelse i jordskorpan, fokuserade teamet på de linjära funktionerna kända som "band" och "groove lanes" på Europa och Ganymede. Funktionerna har länge misstänkts vara tektoniska till sin natur, där färska avlagringar av havsvatten har stigit till ytan och blivit frysta över tidigare avsatta skikt.
Förbindelsen mellan dessa bandbildande processer och utbyten mellan havet och ytan har dock förblivit svårt fram till nu. För att hantera detta använde teamet sina 2-D numeriska modeller för att simulera isskalningsfel och konvektion. Deras simuleringar producerade också en vacker animering som spårade rörelsen av "fossil" havsmaterial, som stiger upp från djupet, fryser in i basen till den isiga ytan och deformeras över tiden.
Medan det vita skiktet överst är ytskorpan i Europa, representerar det färgade bandet i mitten (orange och gult) de starkare delarna av isarken. Med tiden får gravitationsinteraktioner med Jupiter att ishöljet deformeras, drar det övre skiktet av isen och skapar fel i den övre isen. Längst ner är den mjukare isen (kricka och blå), som börjar köra när de övre lagren dras isär.
Detta får vatten från Europas inre hav, som är i kontakt med de mjukare nedre lagren av det iskalla skalet (representerat av vita prickar), att blandas med isen och långsamt transporteras till ytan. Som de förklarar i sitt papper kan processen där detta ”fossila” havsmaterial fångas i Europas isskal och långsamt stiger upp till ytan ta hundratusentals år eller mer.
Som de säger i sin studie:
”Vi upptäcker att distinkta bandtyper bildas inom ett spektrum av förlängda terränger korrelerade med litosfärstyrka, styrda av litosfärens tjocklek och sammanhållning. Dessutom finner vi att släta band bildade i svag litosfär främjar exponering av fossilt havsmaterial vid ytan. "
När det här fossila materialet når ytan fungerar det i detta avseende som ett slags geologiskt register, vilket visar hur havet var för miljontals år sedan och inte som det är idag. Detta är verkligen viktigt när det gäller framtida uppdrag till Europa, som NASA: s Europa Clipper uppdrag. Detta rymdskepp, som förväntas lanseras någon gång på 2020-talet, kommer att vara det första som uteslutande studerar Europa.
Förutom att studera sammansättningen av Europas yta (som kommer att berätta mer om havets sammansättning) kommer rymdskeppet att studera ytfunktioner för tecken på aktuell geologisk aktivitet. Dessutom avser uppdraget att leta efter nyckelföreningar i ytisen som skulle indikera en möjlig närvaro av liv i det inre (dvs. biosignaturer).
Om det som den senaste studien indikerar är sant, då kommer isen och föreningarna som Europa Clipper undersöker i huvudsak att vara "fossil" från hundratusentals eller till och med miljoner år sedan. Kort sagt, alla biomarkörer som rymdskeppet upptäcker - dvs tecken på potentiellt liv - kommer i huvudsak att vara daterade. Detta behöver dock inte avskräcka oss från att skicka uppdrag till Europa, för till och med bevis för tidigare liv skulle vara banbrytande, och en god indikation på att livet fortfarande finns där idag.
Om någonting, är det fallet för en lander som kan utforska Europas blommor, eller kanske till och med en Europa-ubåt (kryobot), desto mer nödvändigt! Om det finns liv under Europas isiga yta, är vi fast beslutna att hitta det - förutsatt att vi inte förorenar det i processen!
