Sinds de sonde Voyager 2 in 1979 en later de Galileo in de jaren 1990 foto’s naar de aarde hebben gestuurd van het ijzige oppervlak van de Jupitermaan Europa, lijkt deze een van de beste kandidaten voor buitenaards leven in ons zonnestelsel.
Onder de ijsvlakte ligt een reusachtige zoutwateroceaan die leven kan herbergen, en vanwege de kans op leven op Europa heeft de NASA een missie naar de maan gefinancierd met de sonde Europa Clipper.
Hij wordt in 2024 gelanceerd en zal naar verwachting in 2030 in een baan om de maan gaan draaien. En hij neemt een radar mee die door ijs kan dringen.
Bedoeld voor klimaatverandering
Astrofysici vragen zich al lange tijd af waarom de 20-30 kilometer dikke ijslaag ondoordringbaar lijkt voor radar.
Maar nu heeft een onderzoeksteam van Stanford University in de VS goed nieuws, want het water kan veel dichter bij het oppervlak zijn dan gedacht.
Het team wilde bestuderen hoe de groei en terugtrekking van de Groenlandse ijskap de zeespiegelstijging beïnvloedt als onderdeel van de klimaatverandering op aarde.
Maar bij toeval was het team bij een presentatie van het oppervlak van Europa, waarbij bleek dat de formaties verrassend veel lijken op het oppervlak van Groenland.
Zo ontstaan dubbele bergkammen in ijs
Voorbeeld van een waterbel onder een harde ijslaag – met ondoordringbaar compact ijs eronder en poreus ijs erboven.
Als het water dat in contact staat met het omringende ijs bevriest, zet het uit. Dit duwt het vloeibare water door het poreuze ijs naar het oppervlak.
Het water dat doorbreekt naar de oppervlakte koelt snel af en vormt een stop in de waterbel. Hierdoor ontstaat weer een grote overdruk in het vloeibare water.
Aan het oppervlak ontstaat een dubbele bergkam als het vloeibare water door de druk langs de massieve stop van de eerste drukvereffening naar boven wordt geduwd.
Wat de onderzoekers in Groenland hadden gevonden was een zogeheten dubbele bergkam, die het meest lijkt op een geul met een heuvelrug aan elke kant.
Door gegevens te analyseren van de NASA-missie Operation IceBridge, waarbij ook een radar gebruikt werd die door ijs heen komt, konden de onderzoekers nagaan hoe de dubbele bergkam in Noordwest-Groenland ontstaan was.
M-vormige ribbels
Ze stelden vast dat het ijs barstte rond een bel samengeperst vloeibaar water dat binnen in de ijskap opnieuw bevroor, waardoor twee pieken in een M-vorm oprezen.
Het team denkt dat dit proces ook op Europa kan hebben plaatsgevonden, zegt een van de onderzoekers, Riley Culberg.
‘In Groenland vormde deze dubbele bergkam zich op een plaats waar water uit oppervlaktemeren en beken vaak naar het nabije oppervlak loopt en daar opnieuw bevriest. Dergelijke waterbellen kunnen vlak onder het oppervlak op Europa bijvoorbeeld ontstaan doordat water uit de zee onder het oppervlak via scheuren in de ijslaag wordt opgestuwd.’
Europa heeft meer van deze dubbele bergkammen, en nu weten astrofysici dus hoe ze ontstaan kunnen zijn.
Links zie je de dubbele bergkammen van de Groenlandse ijskap, gefotografeerd door de satelliet WorldView-3. Rechts zie je de bijna identieke dubbele bergkammen gefotografeerd door de Galileosonde op de Jupitermaan Europa.
Omdat het water tegen deze bergkammen aan wordt gedrukt, komt het dus dichter bij de oppervlakte en zal het makkelijker met radarapparatuur te onderzoeken zijn.
Water met chemicaliën ligt hoog
Drie dingen moeten aanwezig zijn om leven te laten ontstaan in de ruimte: water, chemie en energie. Europa bezit ze alle drie.
Het water in de bergkammen bevat zelfs meer chemicaliën dan water dieper onder de grond. Geofysicus Dustin Schroeder van het onderzoeksproject geeft uitleg.
‘Omdat het dichter bij het oppervlak is waar je interessante chemicaliën uit de ruimte krijgt, andere manen en de vulkanen op Io (een andere Jupitermaan), is er een kans dat het leven hier goede omstandigheden heeft als er waterbellen in het ijs zitten. Als het mechanisme dat we in Groenland zien aantoont hoe deze dingen op Europa gebeuren, duidt dat erop dat er overal water is.’
Met de nieuwe ontdekking van het onderzoeksteam kan NASA nauwkeuriger beoordelen waar het zijn radar op moet richten als de sonde Clipper in 2030 in een baan rond Europa komt.