این همان پرسشی است که یک پژوهش تازه منتشرشده در مجلهی علوم سیارهای (The Planetary Science Journal) میکوشد به آن پاسخ دهد. در این مطالعه، گروهی از پژوهشگران به بررسی نمونههای مشابه زمینی پرداختند تا بتوانند یک ویژگی زمینشناختی خاص در اروپا را که نزدیک به ۳۰ سال پیش شناسایی شده بود، بهتر تحلیل کنند. این پژوهش میتواند به دانشمندان کمک کند تا دربارهی ساختارهای منحصربهفرد اروپا بینش بیشتری به دست آورند؛ ساختارهایی که برخی از آنها احتمالاً بر اثر تعاملات میان سطح یخی و اقیانوس مایع زیرسطحی این قمر شکل گرفتهاند.
برای انجام این پژوهش، محققان مجموعهای از آزمایشهای میدانی را در بازهی زمانی ۱۹ تا ۲۵ نوامبر ۲۰۲۲ در مناطقی در شهر برکنریج ایالت کلرادو انجام دادند؛ مناطقی که با نامهای «برکهی اولی» (Ollie’s Pond) و «برکهی مگی» (Maggie Pond) شناخته میشوند. هدف این آزمایشها بررسی پدیدههایی به نام «ستارههای دریاچه» (Lake Stars) بود؛ ساختارهایی که شباهت چشمگیری با ویژگی مشاهدهشده در دهانهی مانانان اروپا دارند و با نام «عنکبوت» یا نام رسمیتر آن، «دامان آلّا» (Damhán Alla)، شناخته میشود. برای اندازهگیری دقیق این ساختارها، پژوهشگران از یک روش رایج راداری به نام «لیدار» (Lidar) بهره بردند تا دادههای ژرفایی و ساختاری هر «عنکبوت» را ثبت کنند.
در برکهی مگی، پژوهشگران موفق به شناسایی پنج ساختار عنکبوتمانند شدند؛ درحالیکه در برکهی اولی تعداد بسیار بیشتری از این ساختارها مشاهده شد. علاوهبراین، تیم تحقیقاتی توانست وجود این ساختارها را در چندین لایهی مختلف یخ نیز ثبت کند. سپس آزمایشهایی آزمایشگاهی انجام شد تا مشخص شود آیا امکان تشکیل چنین ساختارهایی در شرایط مشابه اروپا وجود دارد یا نه. این آزمایشها شامل تولید شبیهساز یخ سطح اروپا بر اساس اندازهی دانهها و اجرای آزمایشهای جریان در یک جعبهی کنترلشدهی دمایی همراه با انجماد آب بود.
در نهایت، پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که ساختارهای عنکبوتی در اروپا احتمالاً در میان مادهای نیمهمایع و شُل (slushy) که در زیر پوستهی سخت و یخزدهی سطح قرار دارد، شکل میگیرند. به گفتهی آنها، این ساختارها میتوانند مکمل شواهد دیرینهای باشند که از وجود آب مایع در زیر سطح اروپا حکایت دارند. همچنین مدلسازیهای انجامشده نشان میدهد که این ویژگیها میتوانند نشانهای از وجود مخازن آب مایع کمعمق در گذشتهی اروپا باشند. بااینحال، پژوهشگران تأکید میکنند که پرسشهای بیپاسخ فراوانی همچنان باقی مانده است؛ از جمله اینکه آیا این ساختارها منحصربهفرد دهانهی مانانان هستند یا در بخشهای دیگر اروپا نیز وجود دارند، موضوعی که به کیفیت محدود تصاویر فعلی بستگی دارد.
در پایان این پژوهش آمده است: «اگر مأموریت تازهپرlaunchشدهی اروپا کلیپر (Europa Clipper) ساختارهایی با همین شکلشناسی را شناسایی کند، درک ما از ستارههای دریاچهای در شرایط مشابه اروپا ممکن است بتواند شرایط زیرسطحی را روشنتر کند و مشخص سازد که آیا این محیط میتواند زیستپذیر باشد یا خیر. فضاپیمای اروپا کلیپر تصاویر بسیار باکیفیت و دادههای طیفی گسترده، همراه با اطلاعاتی دربارهی توپوگرافی سطح و وضعیت حرارتی ارائه خواهد داد. این مشاهدات آینده میتوانند امکان شناسایی ساختارهای مشابه عنکبوتی را در دیگر مناطق اروپا فراهم کرده و سازوکار شکلگیری آنها را بهتر توضیح دهند، و نهایتاً اطلاعات ارزشمندی دربارهی شرایط سطحی و زیرسطحی پس از برخوردها و پیامدهای آنها بر زیستپذیری پوستهی یخی ارائه کنند.»
اروپا به دلیل تعامل میان اقیانوس زیرسطحی و پوستهی یخی خود، یکی از منحصربهفردترین سطوح سیارهای در کل منظومهی شمسی را دارد. برای نمونه، برخلاف بیشتر اجرام سنگی دیگر در منظومهی شمسی — از جمله سیارهها، قمرها، سیارکها و دنبالهدارها — سطح اروپا تقریباً فاقد دهانههای برخوردی است. در عوض، سطح این قمر ساختارهای عجیب و تازهای را به نمایش میگذارد؛ ساختارهایی مانند همین عنکبوتها که موضوع مطالعهی حاضر بودند و گمان میرود بر اثر مادهای شُل و نیمهمایع، ناشی از تعامل سطح و اقیانوس زیرسطحی، ایجاد شده باشند.
نمونههای دیگری از ویژگیهای منحصربهفرد سطح اروپا که بر اثر تعامل میان سطح و اقیانوس زیرسطحی شکل گرفتهاند، شامل «زمینهای آشفته» یا Chaos Terrain هستند؛ مناطقی که در آنها قطعات شکسته و درهمریختهی یخ طی زمان از جای خود رانده شده و دوباره در کنار هم قرار گرفتهاند. نظریههای موجود دربارهی نحوهی شکلگیری این مناطق شامل ذوبشدن بخشی از پوستهی یخی یا وجود جیبهای آب مایع درست زیر سطح است.
همانطور که اشاره شد، فضاپیمای اروپا کلیپر ناسا در مسیر خود بهسوی اروپا قرار دارد و پیشبینی میشود در آوریل ۲۰۳۰ به این قمر برسد. این فضاپیما پس از رسیدن، حدود ۵۰ پرواز نزدیک به سطح اروپا انجام خواهد داد؛ پروازهایی که همراه با مدارهای بسیار کشیده طراحی شدهاند تا مدتزمان قرارگیری فضاپیما در میدان مغناطیسی عظیم و قدرتمند مشتری به حداقل برسد. دلیل این کار آن است که تابش شدید میدان مغناطیسی میتواند سامانههای الکترونیکی و تجهیزات علمی فضاپیما را آسیب بزند و مأموریت را بیاثر کند. یکی از اهداف اصلی این مأموریت بررسی وجود اقیانوس زیرسطحی در اروپا، نوع تعامل آن با سطح، پتانسیل زیستپذیری و همچنین فراهم کردن دادههای لازم برای مأموریتهای آینده است.
هدف مهم دیگر این مأموریت تصویربرداری از سطح اروپا است؛ چراکه تاکنون تنها حدود ۱۰ تا ۱۴ درصد سطح این قمر با وضوح مناسب نقشهبرداری شده است. انتظار میرود کلیپر حدود ۹۵ درصد سطح اروپا را تصویربرداری کند. این تصاویر تازه میتوانند به فهم بهتر ویژگیهای منحصربهفرد سطحی — مانند همین عنکبوتها — کمک کنند و شاید ویژگیهای جدیدی را آشکار سازند که تاکنون از چشم دانشمندان پنهان ماندهاند.
اینکه در سالها و دهههای پیشرو چه یافتههای تازهای دربارهی دهانهی مانانان و ساختارهای عجیب اروپا به دست خواهیم آورد، پرسشی است که تنها زمان پاسخ آن را روشن خواهد کرد — و این همان دلیلی است که علم را پیش میبَرَد.
همانطور که همیشه گفته میشود: علم را ادامه دهید و چشم به آسمان داشته باشید!
