Mokry księżyc gazowego olbrzyma

Skalistego Ganimedesa obiegającego gazowego Jowisza  spowija wiele warstw lodu przedzielonych oceanami płynnej wody. Do takiego wniosku doszli badacze pracujący w Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) NASA.

– Ganimedes może być zbudowany jak wielowarstwowa kanapka – opisuje dr Steven Vance z JPL.

Modele komputerowe wykonane przez zespół pod kierunkiem dr. Vance'a dostarczyły danych, które świadczą o budowie globu w kształcie kanapki – „przekładańca". Wyniki badań zespołu zostały opublikowane na łamach magazynu „Science Planetary and Space".

Dane uzyskane przez zespół przeczą dotychczas uznanym teoriom. Większość naukowców dotychczas sądziła, że głęboki ocean Ganimedesa jest zamknięty między dwiema lodowymi powłokami – denną i wierzchnią.

Morze solanki

Modele dr. Vance'a to przełom w podejściu do Ganimedesa. Przy takiej budowie globu istnieją warunki dla rozwoju prymitywnego życia.

Naukowcy twierdzą, że miejsca, gdzie zachodzą reakcje między skałami i wodą, są istotne dla rozwoju form biologicznych.

Przykładów nie trzeba szukać daleko. Życie na Ziemi rozpoczęło się najprawdopodobniej na dnie oceanu w okolicy kominów hydrotermalnych. Dotychczasowe przekonanie, że skaliste dno oceanu na Ganimedesie było pokryte lodem, a nie ciekłą wodą, przekreślało szanse na istnienie życia na tym księżycu Jowisza.

– Ocean tego globu jest ogromny, więc sądzono dotychczas, że lód miał olbrzymią gęstość i tworzył grubą warstwę na dnie oceanu – powiedział Vance.

Ale – w świetle ostatnich badań – jest inaczej. Skaliste dno styka się bezpośrednio ze słoną wodą.

– To dobra wiadomość dla Ganimedesa – powiedział dr Vance. – Gdy dodaliśmy solankę do naszych modeli, okazało się, że taka ciecz może być wystarczająco gęsta, aby sięgać do dna oceanu.

Już w latach 70. ubiegłego wieku naukowcy podejrzewali, że olbrzymi Ganimedes może być pokryty płynnym oceanem. Ale dopiero amerykańska sonda Galileo, która w latach 90. przeleciała koło Ganimedesa, potwierdziła istnienie oceanu i pozwoliła określić jego głębokość na setki kilometrów. Instrumenty sondy dowiodły także, że woda jest zasolona i prawdopodobnie zawiera siarczan magnezu.

Lód wagi ciężkiej

Poprzednie modele oceanów Ganimedesa zakładały, że sól nie bardzo zmienia właściwości cieczy wraz z ciśnieniem. Vance ze swym zespołem dowiódł jednak, że duża ilość soli zwiększa gęstość wody w ekstremalnych warunkach Ganimedesa i podobnych księżyców.

Modele stają się bardziej skomplikowane, gdyż brane pod uwagę muszą być różne formy lodu. Ten, który znamy  choćby jako dodatek do napojów, to krystaliczna forma lodu o tzw. strukturze Ih. To najmniej gęsta forma lodu, który jest lżejszy od wody. Ale przy wysokim ciśnieniu struktury kryształków lodu stają się bardziej kompaktowe.

– To jak lepsze ułożenie butów w bagażu, cząsteczki lodu stają się mocniej upakowane – wyjaśnia Vance. – Lód może być tak gęsty, że jest cięższy niż woda i opada na dno. Najbardziej gęsty i najcięższy lód na Ganimedesie został nazywany „lodem VI"

Zespół doszedł do wniosku, że ocean jest poprzedzielany trzema warstwami lodu. Czwarta to warstwa powierzchniowa. Najlżejszy jest na górze, a najbardziej zasolona woda oddziela pierwszą warstwę lodu od dna. Wyniki symulacji wskazują też na możliwe dziwaczne zjawisko – coś, co można by nazwać padaniem śniegu „do góry nogami".

Ocean pieni się, a kiedy lód III się formuje, wytrącają się sole. Cięższe opadają na dół, a lżejszy lód, jak drobiny „śniegu", unosi się w górę. Ten „śnieg" topi się ponownie przed dotarciem na powierzchnię oceanu, być może pozostawiając coś w rodzaju błota w środku przekładańca lodowo-wodnego.

Ganimedes jest jednym z pięciu księżyców w naszym układzie planetarnym, który ma płynny ocean pod lodową skorupą. Więcej szczegółów na temat budowy tych globów i ich ewentualnych mieszkańców przyniosą dopiero planowane  przez NASA i ESA misje kosmiczne.