På 1970-tallet ble Jupiter-systemet utforsket av en rekke robotoppdrag, begynnende med Pioneer 10 og 11 oppdrag i 1972/73 og Voyager 1 og2 oppdrag i 1979. I tillegg til andre vitenskapelige målsettinger, tok disse oppdragene også bilder av Europas iskalde overflatefunksjoner, noe som ga opphav til teorien om at månen hadde et indre hav som muligens kunne huse liv.
Siden den gang har astronomer også funnet indikasjoner på at det er jevnlige utvekslinger mellom dette indre hav og overflaten, noe som inkluderer bevis på plymmeaktivitet fanget av Hubble romteleskop. Og nylig studerte et team av forskere fra NASA de rare funksjonene på Europas overflate for å lage modeller som viser hvordan det indre havet utveksler materiale med overflaten over tid.
Studien, som nylig dukket opp i the Geofysiske forskningsbrev under tittelen “Bandformation and Ocean-Surface Interaction on Europa and Ganymede”, ble ledet av Samuel M. Howell og Robert T. Pappalardo - to forskere fra NASA Jet Propulsion Laboratory. For deres studie undersøkte teamet både Ganymede og Europa for å se hva månens overflateegenskaper indikerte om hvordan de endret seg over tid.
Ved å bruke de samme todimensjonale numeriske modellene som forskere har brukt for å løse mysterier om bevegelse i jordskorpen, fokuserte teamet på de lineære trekkene kjent som “band” og “groove lanes” på Europa og Ganymede. Funksjonene har lenge vært mistenkt for å være tektoniske i naturen, hvor ferske forekomster av havvann har steget til overflaten og blitt frossne over tidligere avsatte lag.
Forbindelsen mellom disse bånddannende prosessene og utvekslingen mellom havet og overflaten har imidlertid forblitt unnvikende til nå. For å løse dette brukte teamet sine 2-D numeriske modeller for å simulere feil og konveksjon av ishell. Deres simuleringer produserte også en vakker animasjon som sporet bevegelsen av "fossilt" havmateriale, som stiger opp fra dypet, fryser inn i basen til den iskalde overflaten, og deformerer den over tid.
Mens det hvite laget øverst er overflateskorpen i Europa, representerer det fargede båndet i midten (oransje og gult) de sterkere delene av isplaten. Over tid får gravitasjonsinteraksjoner med Jupiter at ishellet deformeres, trekker det øverste laget av is fra hverandre og skaper feil i den øvre isen. I bunnen er den mykere isen (flis og blå), som begynner å kverne når de øvre lagene trekker fra hverandre.
Dette får vann fra Europas indre hav, som er i kontakt med de mykere nedre lag av det iskalde skallet (representert av hvite prikker), til å blande seg med isen og langsomt transporteres til overflaten. Som de forklarer i papiret, kan prosessen der dette “fossile” havmaterialet blir fanget i Europas isskall og sakte stiger opp til overflaten, ta flere hundre tusen år eller mer.
Som de oppgir i studien:
"Vi finner ut at forskjellige båndtyper dannes innenfor et spektrum av ekstensjonelle terrenger som er korrelert med litosfærestyrke, styrt av litosfære tykkelse og samhold. Videre finner vi at glatte bånd dannet i svak litosfære fremmer eksponering av fossilt havmateriale på overflaten. "
Når dette fossile materialet når overflaten, fungerer det i så måte som en slags geologisk registrering, som viser hvordan havet var for millioner av år siden og ikke som det er i dag. Dette er absolutt viktig når det gjelder fremtidige oppdrag til Europa, som NASAs Europa Clipper oppdrag. Dette romfartøyet, som forventes å lansere en gang på 2020-tallet, vil være det første som eksklusivt studerer Europa.
I tillegg til å studere sammensetningen av Europas overflate (som vil fortelle oss mer om havets sammensetning), vil romfartøyet studere overflatefunksjoner for tegn på nåværende geologisk aktivitet. På toppen av det har oppdraget til hensikt å lete etter nøkkelforbindelser i overflateisen som skulle indikere en mulig tilstedeværelse av liv i det indre (dvs. biosignaturer).
Hvis det som denne siste studien indikerer er sant, vil isen og forbindelsene som Europa Clipper skal undersøke, egentlig være "fossiler" fra hundretusener eller til og med millioner av år siden. Kort sagt, alle biomarkører som romfartøyet oppdager - dvs. tegn på potensiell levetid - vil i det vesentlige bli datert. Imidlertid trenger dette ikke å avskrekke oss fra å sende oppdrag til Europa, for selv bevis på tidligere liv ville være banebrytende, og en god indikasjon på at livet fremdeles eksisterer der i dag.
Hvis noe, gjør det tilfellet for en lander som kan utforske Europas røyster, eller kanskje til og med en Europa-ubåt (cryobot), desto mer nødvendig! Hvis det er liv under Europas isete overflate, er vi fast bestemt på å finne det - forutsatt at vi ikke forurenser det i prosessen!