Genellikle buzlu dünyaların zaman ve uzayda donup kaldığını düşünebilirsiniz, çünkü onlar sonuçta buzdan oluşur. Ancak gezegen bilimcileri, ne kadar sürerse sürsün, tüm dünyaların değişebildiğini ve değiştiğini biliyorlar. Bu, Jüpiter'in dört büyük uydusundan biri olan Europa için de geçerli.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yapılan son gözlemler, Europa'nın yüzeyindeki buzlara odaklanıyor ve bu buzların sürekli değiştiğini gösteriyor. Bilim insanları, JWST çalışmalarıyla yansıyan değişimleri raporladı. Europa'nın yüzeyinde sadece amorf buz (yapısız, düzensiz buz) değil, aynı zamanda etrafa dağılmış kristal buz (düzenli yapıya sahip buz) olduğuna dair kanıtlar bulundu.
Bu durum, yüzeyin altında aktif bir su kaynağının, örneğin yer altı okyanusunun varlığına işaret ediyor. Aynı zamanda yüzeyi etkileyen jeolojik süreçlere de dikkat çekiyor. Europa'da görülen değişimler oldukça kısa vadeli, bazı yerlerde belki de sadece iki hafta gibi bir sürede gerçekleşiyor.
Yapılan açıklamalarda, verilerin, görülen şeyin iç kısımdan kaynaklanması gerektiğine dair güçlü göstergeler sunduğu belirtildi. Bu iç kısım, muhtemelen Europa'nın kalın buz kabuğunun yaklaşık 30 kilometre altında bulunan bir yer altı okyanusu olabilir. Kırıklı yüzey malzemeleri olan bu bölgeler, yer altı malzemelerini yüzeye iten jeolojik süreçlere işaret edebilir. Yüzeyde karbondioksit (CO2) kanıtı görüldüğünde, bunun yüzeyin altındaki bir okyanustan geldiği düşünülüyor. Europa'nın buzlu kabuğunun altında sıvı bir okyanus olduğuna dair kanıtlar artıyor ve bu, keşifler devam ettikçe durumu daha da heyecan verici hale getiriyor.
Europa'ya Ne Oluyor?
Bir Galilean uydusu olan Europa, gezegenin yakınında ve güçlü manyetik alanında yörüngede döner. Bu nedenle yüzey radyasyona maruz kalır. Europa, gelgit kilitli durumdadır, yani yörüngesinde dönerken Jüpiter'e hep aynı yüzünü gösterir. Kayalık ve metalik bir iç yapıya sahip olan Europa, bir okyanusla kaplıdır ve jeolojik açıdan oldukça genç olan (muhtemelen 180 milyon yıldan fazla olmayan) buzlu bir kabukla örtülüdür. Bu durum, yüzeyin içten yenilendiğini gösterir.
JWST'nin yüzeyin spektral çalışmaları, buzun çeşitli yerlerde farklı şekillerde kristalleştiğini göstermektedir. Genel olarak, su buzu altıgen kristaller halinde donar. Dünya'da kar yağdığında veya yağmur donduğunda gördüğümüz budur. Ancak Dünya'nın yüzeyi, radyasyon gibi dış etkilerden büyük ölçüde korunur ve buz çok daha uzun süre kristal formda kalır.
Europa'da, Jüpiter'in manyetik alanında sıkışan yüklü parçacıklar yüzeyi bombardıman eder. Bu, buzun kristal yapısını bozarak onu amorf buza dönüştürür. Eğer Europa'nın yüzeyine sadece bu olsaydı, her yerde amorf buz görmeyi beklerdiniz. Ancak JWST spektral çalışmaları, kristal buz kanıtı gösterdi. Ayrıca sırtlar ve çatlaklar gibi başka yüzey 'birimleri' de var. Radyasyon bunları açıklamaz, ancak başka süreçler onları oluşturabilir. JWST tarafından toplanan yeni verilerle birlikte, bilim insanları buzlu yüzeyin altında sıvı bir okyanus olduğuna dair artan kanıtlar gördüklerini belirtiyor.
Europa'nın Yüzeyinin Yenilenmesi
Bilim insanları daha önce Europa'nın yüzeyinin altında kristal buzun korunduğu çok ince (belki yarım metre kalınlığında) bir amorf buz tabakasıyla kaplı olduğunu düşünüyordu. Yüzeydeki kristal buza dair yeni kanıtlar, özellikle Tara Regio olarak bilinen bir bölgede de ortaya çıktı. Bilim insanlarına göre, yüzey bazı yerlerde beklenenden farklı olabilir. Yüzeyin oldukça gözenekli ve bazı alanlarda buzun hızla yeniden kristalleşmesine izin verecek kadar sıcak olduğunu düşünülüyor. Ayrıca, genellikle kaos bölgesi olarak adlandırılan bu aynı bölgede, iç okyanusundan kaynaklanan sodyum klorür (masa tuzuna benzer) için en iyi kanıtların yanı sıra Europa'da CO2 ve hidrojen peroksit için en güçlü kanıtlardan bazıları da görülüyor. Bu konumdaki kimya gerçekten garip ve heyecan verici.
Bu bölgede bulunan CO2, altı proton ve altı nötron içeren atom kütlesi 12 olan en yaygın karbon tipinin yanı sıra, altı proton ve yedi nötron içeren atom kütlesi 13 olan daha nadir, ağır izotopu da içeriyor. Bu durum, CO2'nin kökeni hakkında soruları artırıyor. Açıklaması zor olsa da, her yol bir iç kökene çıkıyor; bu da Tara Regio'da tespit edilen 12CO2'nin kökeni hakkındaki diğer hipotezlerle uyumlu.
Su Kaynakları ve Yüzeyin Yenilenmesi
Peki su yüzeye nasıl itiliyor? İşleyen iki ana ısı kaynağı var: gelgit ısınması ve çekirdekteki radyoaktif bozunma. Bu süreçlerin her ikisi de yer altı okyanusunu ısıtır ve suyu yüzeye zorlar. Tara Regio gibi yerlerde Europa'da görülen kaotik araziye ne sebep oluyor? Bunun birkaç olası yolu var. Bir yol, kaos bölgelerinin oluşumu yoluyla gerçekleşir - çatlak ve karmakarışık görünen yerler. Bunlar, diyapirler (daha sıcak su ve çamuru aşağıdan yukarıya taşıyan borular gibi düşünebilirsiniz) aracılığıyla malzemenin zorlanarak ilerlemesinin sonucu olabilir. Bu su yüzeye ulaştığında, JWST'nin tespit ettiği kristal buz halinde hızla donar. Su aynı zamanda çözünmüş CO2 ve diğer malzemeleri de yukarı taşır.
Su dağıtımının yüzeye başka bir yöntemi de plume'lar (gayzerler) aracılığıyladır. Bu gayzerler yüzeyi buz tanecikleriyle duş gibi sular. Kristal buz oluşturabilecek diğer mekanizmalar ise yüzeyin diğer bölgelerinden göç ve çarpma etkisiyle maruz kalma olabilir. Çarpışmaların kısa sürede taze buzları 'ortaya çıkardığı' iyi bilinir. Böyle bir çarpışma, Tara'da görülen buzu açıklayabilir.
Kristal buz ile bu yüzey yenilenmesi nispeten kısa ömürlüdür. Bunun nedeni, yüklü parçacıkların sürekli bombardımanının amorf buz oluşturmak için hemen işe koyulmasıdır. Çalışmanın yazarları, buzu değiştiren yüklü parçacık odaklı sürecin, Europa'nın önde gelen yarımküresinde sadece 15 gün kadar kısa sürede işleyebileceğini belirtiyor. Başka yerlerde bu daha hızlı işleyebilir. Dolayısıyla, Europa yüzeyini sürekli yenilerken ve yüklü parçacıklar bu buzu hızla bozarken, Europa meşgul, sürekli değişen bir yerdir. Yaklaşan Europa Clipper görevinin, bu küçük uydunun birçok yakın geçişi sırasında bu bölgeleri daha ayrıntılı olarak inceleyebilmesi bekleniyor.
