Selama beberapa dekade, Europa, salah satu bulan terbesar Jupiter, telah dianggap sebagai salah satu kandidat bintang dalam pencarian kehidupan di luar BumiDi bawah permukaan esnya terbentang lautan air asin bawah tanah yang luas yang, di atas kertas, tampaknya memiliki beberapa unsur dasar untuk dapat dihuni.
Namun, sejumlah karya terbaru, yang dipelopori oleh sebuah studi yang diterbitkan di Alam KomunikasiMereka melukiskan gambaran yang jauh lebih dingin, dalam segala hal. Model internal menunjukkan bahwa dasar laut samudra ini akan terlalu kaku dan membosankan secara geologis untuk menyediakan energi dan nutrisi yang dibutuhkan bahkan oleh mikroba yang paling tangguh sekalipun.
Samudra luas yang tidak menjamin kehidupan.
Di bawah kerak es Europa terbentang samudra global yang, menurut perkiraan yang paling banyak diterima, dapat mencapai antara 60 dan 150 kilometer dalamnyaSemua ini tertutup oleh lapisan es setebal sekitar... Tebalnya 15 hingga 25 kilometer, sangat retak di permukaan tetapi, tampaknya, bertumpu pada dasar yang sangat tenang.
Meskipun diameternya sekitar 3.100 kilometer —agak lebih kecil dari Bulan kita—, perhitungan menunjukkan bahwa lautan air asin ini bisa mengandung lebih banyak air daripada gabungan seluruh samudra di Bumi.Angka itu saja selama bertahun-tahun memicu gagasan bahwa Europa adalah salah satu tempat paling menjanjikan di tata surya untuk menemukan kehidupan.
Studi baru ini dipimpin oleh ilmuwan planet. Paul ByrneSeorang peneliti dari Washington University di St. Louis menantang pandangan optimis tersebut. Setelah merekonstruksi bagian dalam bulan menggunakan model fisik dan membandingkan sifat-sifatnya dengan sifat-sifat bulan yang sebenarnya, ia menemukan bahwa bagian dalam bulan memang yang paling realistis. Bumi, Bulan, dan Io (bulan Jupiter lain yang sangat vulkanik), tim tersebut menyimpulkan bahwa batuan dasar Europa adalah sangat tahan secara mekanis, sampai pada titik mencegah pembentukan struktur tektonik besar.
Menurut para penulis, tidak akan ada apa pun yang ditemukan di dasar laut tersebut. punggung tengah samudra yang panjang, palung yang dalam, gunung berapi bawah laut, atau lubang hidrotermal aktifDalam praktiknya, kita akan menghadapi dunia dengan samudra yang sangat luas, tetapi berpijak di daratan berbatu yang hampir tidak berubah.
Mengapa dasar laut sangat penting bagi kelayakan huni?
Di Bumi, banyak hipotesis tentang asal usul kehidupan mengarah pada... semburan hidrotermal dasar lautDi sana, interaksi antara batuan panas dan air laut, yang dipicu oleh tektonik lempeng dan aktivitas vulkanik, menghasilkan senyawa kimia seperti metana dan energi berlimpah yang tersedia bagi mikroorganisme.
Tim Byrne menerapkan pengetahuan ini ke Europa untuk menyelidiki apakah proses serupa mungkin ada di bulan tersebut. Kesimpulan mereka adalah bahwa Dasar laut Eropa akan terlalu kaku. agar dapat retak dan memperbarui diri secara berkelanjutan, yang akan mencegah reproduksi jenis lingkungan dinamis yang kita kenal di dasar laut Bumi.
Menurut kata-kata Byrne sendiri, jika kita bisa mengirimkan sebuah kapal selam robot ke samudra Eropa, kemungkinan besar kita tidak akan menemukan retakan baru-baru ini, gunung berapi aktif, atau kolom air panas muncul dari bawah. Secara geologis, semuanya akan mengarah pada lanskap yang didominasi oleh ketenangan, tanpa sumber energi kimia yang memberi makan ekosistem dalam di Bumi.
Pandangan ini sejalan dengan penelitian lain yang menunjukkan bahwa reaksi air-batuan Di Eropa, ekosistem ini akan terbatas pada beberapa ratus meter pertama dasar laut, tanpa pertukaran yang intens dan berkelanjutan antara bagian dalam yang berbatu dan lautan. Skenario seperti itu sangat mengurangi kemungkinan terbentuknya dan terpeliharanya ekosistem kompleks.
Meskipun demikian, penelitian ini tidak sepenuhnya mengesampingkan kemungkinan bahwa mereka bisa ada. mikroorganisme yang sangat sederhana di ceruk-ceruk tertentu, tetapi jumlah energi yang tersedia, menurut model-model tersebut, akan sangat terbatas untuk menopang komunitas besar.
Pengaruh (dan batasan) gravitasi Jupiter
Salah satu mesin internal utama bulan-bulan Jupiter adalah pemanasan pasang surut, proses yang sama yang, jika dilakukan secara ekstrem, berubah menjadi io Di benda langit yang paling aktif secara vulkanik di tata surya. Gravitasi Jupiter yang sangat kuat terus-menerus mengubah bentuk bulan ini, menghasilkan panas internal dan memicu aktivitas vulkaniknya yang spektakuler.
Dalam kasus Eropa, situasinya berbeda. Orbitnya adalah lebih stabil dan agak lebih jauhsehingga gaya pasang surut menjadi lebih lemah. Model-model dalam studi baru ini menunjukkan bahwa pemanasan ini sudah cukup untuk untuk mencegah lautan membeku sepenuhnyaNamun, hal itu saja tidak cukup untuk mengubah bentuk batuan dasar dengan intensitas yang dibutuhkan untuk mengaktifkan tektonik yang kuat atau aktivitas vulkanisme yang berkepanjangan.
Para peneliti juga menunjukkan bahwa panas internal asli dari inti batuan Sebagian besar material tersebut kemungkinan telah hilang miliaran tahun yang lalu. Penipisan termal ini akan menjelaskan mengapa dasar laut saat ini tampak sebagai lingkungan yang stabil dan relatif tidak dinamis.
Kombinasi ini pasang surut sedang Dan inti yang mendingin meninggalkan Europa dalam semacam zona perantara: ia mempertahankan lautan cair di bawah es, tetapi kekurangan mekanisme geologis yang, di Bumi, dianggap fundamental untuk mempertahankan ekosistem dalam.
Gambar tersebut kontras dengan planet-planet es lainnya, seperti Titan (Saturnus), di mana beberapa model terus menunjukkan kemungkinan interior yang lebih aktif dengan komposisi kimia yang sangat berbeda, yang membuat sebagian komunitas ilmiah Eropa dan Amerika berpendapat bahwa... untuk mendistribusikan fokus pencarian kehidupan di antara beberapa kandidat dan tidak hanya di Eropa.
Tiga syarat untuk hidup… dengan satu hal yang tidak diketahui.
Dalam astrobiologi, tiga kondisi utama untuk kehidupan seperti yang kita kenal sering ditekankan: Air cair, senyawa organik, dan sumber energiDi atas kertas, Eropa memenuhi dua persyaratan pertama dengan baik dan, setidaknya sebagian, persyaratan ketiga.
Di satu sisi, semua misi dan pengamatan sepakat bahwa bulan menyimpan samudra air cair globalDi sisi lain, hal-hal berikut telah diidentifikasi di permukaan esnya: molekul organik yang, kemungkinan besar, juga akan ada di lautan bawah tanah.
Masalahnya adalah energi. Orbit Europa mengelilingi Jupiter menghasilkan energi. pemanasan pasang surut Di bagian dalam, tetapi model menunjukkan bahwa kontribusi ini akan lemah di dasar laut. Artinya, akan ada cukup energi untuk mencegah air membeku sepenuhnya, tetapi tidak cukup untuk merangsang tektonik aktif atau vulkanisme berkelanjutan di dasar berbatu.
Nuansa ini secara radikal mengubah interpretasi tentang kelayakan huni. Keberadaan air dan materi organik sangat penting, tetapi tanpa mesin geologis yang mencampur material, memperbarui kerak bumi, dan memfasilitasi reaksi kimia berkelanjutan, maka... kemungkinan munculnya dan keberlangsungan hidup Hal itu dikurangi seminimal mungkin.
Para penulis makalah tersebut bersikeras bahwa hasil penelitian mereka merujuk pada estado sebenarnya dari Eropa. Mereka tidak mengesampingkan kemungkinan bahwa, di masa lalu, bagian dalam bulan bisa jauh lebih aktif, dengan dasar laut yang lebih hangat dan lubang hidrotermal yang mampu menopang ekosistem untuk waktu yang terbatas.
Mungkinkah Eropa lebih layak huni di masa lalu?
Salah satu poin paling menarik dari penelitian ini adalah gagasan bahwa Eropa mungkin telah ada miliaran tahun yang lalu, dunia yang jauh lebih aktif dan berpotensi layak huniPada fase awal tersebut, panas sisa dari inti bumi dan mungkin pasang surut yang lebih kuat dapat memicu terbentuknya lubang hidrotermal dan sirkulasi fluida yang deras di dasar laut.
Dalam skenario tersebut, tidak dapat dikesampingkan bahwa mereka mungkin muncul. ekosistem berdasarkan kimia air dan batuanMirip dengan yang diamati di punggung tengah samudra Bumi. Namun, seiring waktu, hilangnya panas internal secara bertahap akan memadamkan aktivitas ini, meninggalkan dasar laut dalam keadaan tenang seperti yang disarankan oleh model saat ini.
Jika hal seperti itu terjadi, setiap potensi biosfer Eropa akan memiliki periode waktu terbatas untuk berkembang dan beradaptasi dengan penurunan energi yang tersedia. Menentukan apakah margin tersebut cukup untuk munculnya kehidupan, dan apakah kehidupan tersebut dapat bertahan di dunia yang semakin dingin, adalah salah satu pertanyaan besar yang akan coba dijawab oleh misi-misi mendatang.
Perspektif temporal ini juga memengaruhi bagaimana pencarian biomarker di permukaan es. Beberapa struktur yang diamati, seperti medan yang kacau atau area di mana es tampaknya telah retak dan tersusun kembali, dapat menyimpan petunjuk tentang kemungkinan pertukaran di masa lalu antara lautan dan lapisan atas.
Debat ini dipantau secara saksama di Eropa dan pusat-pusat penelitian lainnya di benua tersebut, karena memengaruhi perencanaan di masa depan. Misi Eropa dan kolaborasi dengan NASA saat memprioritaskan tujuan ilmiah dan memilih instrumen.
Europa Clipper, JUICE, dan peran Eropa dalam eksplorasi ruang angkasa.
Meskipun penelitian baru ini menurunkan harapan untuk menemukan kehidupan di Europa, minat ilmiah terhadap bulan ini tidak berkurang, bahkan sebaliknya. Justru, misi-misi seperti gunting eropa (NASA) dan JUS (Badan Antariksa Eropa) memiliki planet beku ini di antara koleksi mereka. tujuan prioritas.
Europa Clipper, yang diluncurkan oleh NASA dan dijadwalkan terbang melewati bulan mulai tahun... 2031Ia akan melakukan puluhan operan jarak dekat untuk mendapatkannya. gambar resolusi tinggi Misi ini bertujuan untuk mengukur ketebalan lapisan es dan mengkarakterisasi lautan bawah permukaan secara detail. Instrumen yang akan digunakan meliputi radar penembus es, magnetometer, dan spektrometer yang mampu menganalisis komposisi kimia permukaan dan setiap semburan air.
Sementara itu, misi tersebut JUS Wahana Jupiter ICy Moons Explorer milik ESA sudah dalam perjalanan menuju sistem Jupiter dan diperkirakan akan tiba pada awal dekade berikutnya. Meskipun target utamanya adalah bulan Ganymede, wahana ini juga akan mempelajari... Eropa dan CallistoMemberikan gambaran yang sangat berharga tentang bulan-bulan es Jupiter.
Dari perspektif Eropa, misi-misi ini mewakili peluang strategis untuk memperkuat peran industri antariksa benua ini dan pusat-pusat penelitiannya yang mengeksplorasi tata surya bagian luar. Spanyol, melalui partisipasinya dalam ESA dan perusahaan-perusahaan teknologi tingginya, juga merupakan bagian dari komitmen ini untuk lebih memahami dunia es.
Data yang disediakan oleh Europa Clipper dan JUICE akan sangat penting untuk memverifikasi sejauh mana model-model saat ini secara akurat menggambarkan suatu kondisi. dasar laut yang tidak aktif Atau sebaliknya, mungkin masih ada kejutan yang bisa ditemukan di bawah es.
Gambar yang muncul adalah gambar bulan dengan Banyak air tetapi sedikit energi internal.di mana samudra luas yang tersembunyi di bawah es kemungkinan besar akan menjadi lingkungan yang dingin dan tidak aktif secara kimiawi. Europa tetap menjadi laboratorium alam yang istimewa untuk mempelajari bagaimana dunia es berfungsi dan apa yang sebenarnya mereka butuhkan agar dapat dihuni, meskipun setiap data baru menunjukkan bahwa, setidaknya untuk saat ini, Bulan Jupiter tidak memiliki kehidupan. Atau, jika memang pernah memilikinya, tahap itu sudah lama berlalu dalam sejarahnya.
