אחד היעדים המסקרנים ביותר במערכת השמש הוא הירח הקפוא של צדק, אירופה. משימות עתידיות מתוכננות לחפש חיים מתחת לפני השטח הקפואים, אבל איפה כדאי לחפש? היכן מעטה הקרח דק יותר ואיפה הוא בלתי-חדיר לטכנולוגיות הנוכחיות שלנו? מחקר ישראלי חדש עשוי לשפוך אור ולסייע למשימות עתידיות לכוון את המבט למקום הנכון.
ייתכן שמעטה הקרח באירופה נודד לאיטו מהקטבים לקו המשווה – כך עולה ממודל חדש שבנו החוקרים הישראלים פרופ' יוסי אשכנזי וד"ר רועי סייג מהמכונים לחקר המדבר בשדה בוקר ופרופ' אלי ציפרמן מאוניברסיטת הרווארד. תוצאות המחקר החדש התפרסמו בכתב העת Nature Astronomy.
חום פנימי שעשוי לאפשר חיים
אירופה, הירח של צדק, הוא כמעט בגודל הירח של כדור הארץ, והוא נחשב לאחד המועמדים הטובים ביותר במערכת השמש לקיום חיים מחוץ לכדור הארץ. אירופה הוא ירח קרח, כלומר ירח בעל אוקיינוס גלובלי (שעומקו לפי הערכות כ-100 ק"מ, לעומת האוקיינוסים של כדור הארץ שעומקם הממוצע הוא כארבעה ק"מ בלבד) שמעטהו החיצוני קפוא (ככל הנראה עד עומקים של עשרה ק"מ ויותר). לאחרונה אף התגלו עדויות לפרצי אדי מים המגיעים מתחת לפני השטח.
כוח המשיכה מהענק הגזי צדק מחמם ומזין את החלק הפנימי של אירופה, מה שיכול לאפשר את קיומם של חיים מתחת לפני השטח הקפואים – בדומה לחיים שאנו מוצאים בקרקעיות האוקיינוסים החשוכות והקרות כאן בכדור הארץ.
"החום הפנימי באירופה נובע משני מקורות עיקריים", אומר פרופ' אשכנזי, "הראשון הוא ראקציות גרעיניות בתוך הליבה הסלעית של הירח, והוא מהווה כ-10% מסך כל האנרגיה באירופה, והמקור האחר הוא כוחות הגאות והשפל שפועלים על הליבה, שמשתרעת כל פני כ-1,500 ק"מ. שני מקורות אנרגיה אילו מייצרים חום מלמטה למעלה, מסדר גודל של 0.05 וואט למטר בריבוע. זה זניח לעומת כדור הארץ, שבו קרינת השמש המחממת את האוקיינוס היא מסדר גודל של 350 וואט למטר בריבוע. חימום קטן זה באירופה מספיק כדי לשמור על האוקיינוס שלא יקפא, וראקציות כימיות יכולות, עקרונית, לתמוך בחיים בקרקעית האוקיינוס".
עד כה, מדענים התמקדו בזרימה אנכית של הקרח בתהליך הדומה לעליית אוויר חם. כעת, החוקרים הישראלים בנו מודל חדש, שמטרתו לבחון תופעה אחרת: זרימה אופקית של קרח מהקטבים לקו המשווה, כתוצאה מהמסה של קרח בקווי רוחב הנמוכים וקפיאה של מים בקווי הרוחב הגבוהים.
לצמצם את אי הוודאות בירח הקרח אירופה
"הקרח באירופה עבה יותר בקטבים, כי בקטבים קר יותר", מסביר פרופ' ציפרמן. "ההבדלים האלה יכולים לגרום לזרימות אופקיות של קרח מהקטבים, תנועה איטית הנמשכת מיליוני שנים. הופתענו לגלות שבמצבים מסוימים בהם הקרח גם זורם אנכית, מעטה הקרח בקטבים יכול להיות רדוד יותר מאשר בקו המשווה. אין דרך לדעת מכדור הארץ במדויק מה עובי הקרח באירופה ומה עומק האוקיינוס מתחתיו, אבל המודל שלנו מצמצם את אי הוודאות הזאת. במאמר אנחנו מציעים מספר נקודות שבהן המשימות המתוכננות לאירופה ימדדו את עובי הקרח. בשילוב עם המודל יהיה ניתן לצמצם את אי הוודאות הקשורה למאפיינים של הקרח והים של אירופה".
נכון להיום מתוכננות שתי משימות לאירופה: ה-Europa Clipper של נאס"א, שעתידה לדגום את סילוני המים החמים שפורצים מהקוטב הדרומי של הירח ולחפש סימני חיים בדגימות, ו-JUICE של סוכנות החלל האירופית (אשר ישראל אחראית לפיתוח כמה מהניסויים שתערוך החללית), שתגיע למערכת צדק ובין השאר, תחפש סימני חיים בשלושת ירחי הקרח – אירופה, גנימד וקליסטו.
