توده‌های آب زیرسطحی در بخش‌های بیرونی منظومه شمسی بخشی از مهمترین اهداف تحقیقات در جستجوی حیات در خارج از کره زمین است. از همین رو است که ناسا، در حال اعزام فضاپیمای اروپا کلیپر به قمر سیاره مشتری به نام اروپاست: شواهد و مدارک محکمی وجود دارد که درزیر پوسته ضخیم یخی این قمر، یک اقیانوس وسیع قرار دارد که می‌تواند به‌صورت بالقوه این قمر را قابل سکونت کند.
در هر حال دانشمندان بر این باور هستند که این اقیانوس، تنها منبع آبی موجود در قمر اروپا نیست و براساس مشاهدات مدارگرد گالیله ناسا، محققان معتقدند که پوسته یخی این قمر ممکن است حاوی مخازن مایع نمکی باشد که برخی از آنها نزدیک به سطح یخ هستند و بخشی دیگر مایل‌ها زیر این سطح یخی نهفته‌اند.
هر چه اطلاعات دانشمندان در مورد احتمال وجود آب در قمر اروپا بیشتر می‌شود، بهتر می‌دانند که در هنگام اعزام فضاپیمای اروپا کلیپر ناسا به سطح این قمر در سال ۲۰۲۴ در چه نقاطی باید به دنبال آب بگردند تا تحقیقات کامل‌تر و دقیق‌تری انجام شود. این فضاپیما قرار است به دور سیاره مشتری چرخیده و از مجموعه ابزارهای پیچیده خود برای جمع‌آوری داده‌های علمی بهره خواهد برد و قرار است که حدودا پنجاه بار در کنار قمر این سیاره پرواز کند.
در حال حاضر، این تحقیقات به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بهتری از ظاهر و همچنین رفتارهای دریاچه‌های زیرسطحی قمر اروپا داشته باشند. یافته‌های کلیدی در مقاله‌ای که اخیرا در ژورنال Planetary Science منتشر شد، از این ایده قدیمی که آب به‌طور بالقوه می‌تواند در بالای سطح قمر اروپا چه به صورت توده‌های بخار و یا به‌صورت فعالیت یخفشانی فوران کند، حمایت می‌کند (آتشفشانی را تصور کنید که از آن به جای لاوای مذاب، جریان‌های روان و لجن‌آلود یخ جاری باشد)
البته مدل‌سازی رایانه‌ای در این مقاله، فراتر رفته و نشان می‌دهد که درصورت وجود این فوران‌ها در قمر اروپا، احتمالا آنها از دریاچه‌های وسیع و کم‌عمقی که در بستری از یخ قرار دارند بیرون می‌آیند و نه از اقیانوس وسیعی که در اعماق این قمر وجود دارد.
الودی لیسیج، نویسنده اصلی این تحقیق و دانشمند قمر اروپا در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در کالیفرنیای جنوبی، دراین رابطه گفته:« ما نشان دادیم که توده‌ها یا جریان یخ‌های جاری می‌توانند به معنای وجود منابع کم‌عمق مایع در زمین باشد که فضاپیمای اروپا کلیپر قادر خواهد بود تا آنها را تشخیص دهد. تحقیقات ما دیدگاه جدیدی را در مورد اینکه عمق آب در این قمر چقدر می‌تواند باشد به ما می‌دهد و این در مورد فعالیت‌های سطحی از جمله توده‌ها نیز تاثیر گذار است. البته عمق آب باید به اندازه کافی کم باشد تا بتوان آن را توسط ابزارهای مختلف اروپا کلیپر تشخیص داد.»
اعماق مختلف، یخ‌های مختلف
مدل‌سازی کامپیوتری لیسیج، طرحی را برای آنچه دانشمندان ممکن است در صورت مشاهده فوران‌هایی در سطح این قمر، در داخل یخ‌ها مشاهده کنند، ارائه کرده است. طبق این مدل‌سازی، آنها احتمالا قادر خواهند بود تا مخازن نسبتا نزدیک‌تر به سطح، در فاصله ۴ تا ۵ کیلومتری بالای پوسته، جایی که یخ در سردترین و شکننده‌ترین حالت ممکن است را شناسایی کنند.
این بدین دلیل است که یخ‌های زیرسطحی اجازه انبساط یافتن را نمی‌دهند؛ هنگامی که منابع آب در هنگام یخ زدن منبسط می‌شوند، می‌توانند یخ‌های اطراف را بشکنند و فوران‌هایی را ایجاد کنند؛ دقیقا شبیه یک قوطی نوشابه که در فریزر منفجر می‌شود. این منابع آب که منفجر می‌شوند به احتمال زیاد مثل پنکیک بزرگ و مسطح خواهند بود.
منابع و مخازن عمیق‌تر لایه یخ (که در عمق بیش از ۸ کیلومتر در زیر پوسته هستند)، در هنگام انبساط به یخ‌های گرم‌تر اطرافشان فشار می‌آورند. آن یخ‌ها آن‌قدری نرم هستند که مثل یک بالشتک عمل می‌کنند و به جای منفجر شدن، این فشار را جذب می‌کنند. از همین رو به جای آنکه مثل یک قوطی نوشابه منفجر شوند، این منابع آب بیشتر شبیه یک بادکنک که با مایع پر شده رفتار می‌کنند و هنگامی که مایع داخل این بادکنک یخ می‌زند و منبسط می‌شود، بادکنک به سادگی کش می‌آید.
حس دست اول
دانشمندانی که برروی پروژه فضاپیمای اروپا کلیپر کار می‌کنند، زمانی که فضاپیما در سال ۲۰۳۰ به قمر اروپا برسد، می‌توانند از این تحقیق استفاده کنند. مثلا ابزار رادار (که راداری به نامRadar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-Souff (REASON) ) است، یکی از ابزارهای کلیدی است که می‌توان از آن برای دیدن منابع آب در یخ‌ها بهره برد.
دن بلنکنشیپ از موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تگزاس که مدیریت تیم ابزار رادار را بر عهده دارد، در این باره گفته:« این کار جدید نشان می‌دهد که اگر تنش‌ها از قدرت یخ بیشتر باشد، آب‌های زیرسطحی کم‌عمق ممکن است ناپایدار شوند و می‌توان این را با توده‌هایی که بالاتر از سطح قمر به هوا بلند می‌شوند، مرتبط دانست. این بدین معناست که REASON قادر خواهد بود تا توده‌های آب را در همان مکانی که توده‌ها را می‌بینید، ببیند.»
فضاپیمای اروپا کلیپر، ابزارهای دیگری را نیز به همراه خود خواهد برد تا بتواند تئوری‌های تحقیقات جدید را مورد آزمایش قرار دهد. دوربین‌های علمی قادر خواهند بود تا تصاویری رنگی و استریوسکوپی با کیفیت بالا از قمر اروپا ثبت کنند و تصویربردار انتشار حرارتی که با بهره‌گیری از دوربین مادون قرمز، نقشه‌برداری دمای قمر اروپا را انجام داده و سرنخ‌هایی راجع به فعالیت‌های زمین‌شناسی این قمر، از جمله یخفشان‌ها خواهد یافت. اگر توده‌ها فوران کنند، این پدیده توسط طیف‌سنج نوری فرابنفشی که ابزاری برای آنالیز و تجزیه و تحلیل نورفرابنفش است، قابل رویت خواهد بود.
اطلاعاتی درباره این ماموریت فضایی
ماموریت‌هایی مثل اروپا کلیپر بیشتر در حوزه اخترزیست شناسی فعالیت دارند. این یک زمینه تحقیقاتی بین رشته‌ای است که به مطالعه و بررسی جهان‌های دور می‌پردازد تا ببیند که آیا زندگی، بدین ترتیبی که ما می‌شناسیم در آن مناطق در جریان است یا خیر.
اگرچه ماموریت اروپا کلیپر یک ماموریت تشخیص وجود حیات در جهان‌های دیگر نیست، ولی کاوش دقیقی در قمر اروپا انجام خواهد داد و بررسی خواهد کرد که آیا این قمر یخی که در زیرسطح آن اقیانوس بزرگی وجود دارد، قابلیت و توانایی پشتیبانی از حیات را داراست یا خیر. بررسی قابلیت سکونت در قمر اروپا، به دانشمندان کمک خواهد کرد تا درک بهتری از نحوه توسعه حیات در کره زمین و پتانسیل یافتن حیات فراتر از کره زمین را داشته باشند.