A volte la fisica planetaria è come partecipare a una battaglia a palle di neve. La maggior parte delle persone, se ricevono una palla di neve già formata, possono usare la propria esperienza per indovinare di che tipo di neve è composta: compattabile e soffice, oppure bagnata e ghiacciata. Utilizzando quasi gli stessi principi, gli scienziati planetari sono stati in grado di studiare la struttura di Europa, la luna ghiacciata di Giove.
Europa è una luna rocciosa, sede di oceani di acqua salata due volte il volume di quello terrestre, racchiusi in un guscio di ghiaccio. Gli scienziati pensano da tempo che Europa possa essere uno dei posti migliori nel nostro Sistema Solare per cercare la vita extraterrestre. La probabilità e la natura di quella vita, però, dipendono fortemente dallo spessore del suo guscio ghiacciato, qualcosa che gli astronomi non sono ancora stati in grado di misurare.
Ora, un team di esperti di scienze planetarie della Purdue University, tra cui Brandon Johnson, Professore associato, e Shigeru Wakita, ricercatore, presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Atmosfera e Planetarie del College of Science, ha annunciato in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances che il guscio di ghiaccio di Europa è spesso almeno 20 chilometri.
Lo studio
Per giungere alla loro conclusione, gli scienziati hanno studiato i grandi crateri su Europa, eseguendo una serie di modelli per determinare quale combinazione di caratteristiche fisiche avrebbe potuto creare una simile struttura superficiale. "Questo è il primo lavoro svolto su questo grande cratere su Europa", ha detto Wakita. "Stime precedenti mostravano uno strato di ghiaccio molto sottile su un oceano spesso. Ma la nostra ricerca ha dimostrato che è necessario che ci sia uno strato spesso, così spesso che è probabile la convezione nel ghiaccio".
Utilizzando dati e immagini della sonda Galileo, che studiò Europa nel 1998, Johnson ha analizzato i crateri da impatto per decodificare la verità sulla struttura di Europa. Esperto di fisica planetaria e collisioni colossali, Johnson ha studiato quasi tutti i principali corpi planetari del Sistema Solare. Poiché nessuno è in grado di misurare direttamente lo spessore del guscio di ghiaccio di Europa, gli scienziati stanno utilizzando in modo creativo le prove a disposizione: i crateri sulla superficie ghiacciata di Europa.
"La formazione di crateri da impatto è il processo superficiale più onnipresente che modella i corpi planetari", ha affermato Johnson. "I crateri si trovano su quasi tutti i corpi solidi che abbiamo mai visto. Sono uno dei principali motori del cambiamento nei corpi planetari. Quando si forma un cratere da impatto, si sta essenzialmente sondando la struttura del sottosuolo di un corpo planetario. Comprendendo le dimensioni e le forme dei crateri su Europa e riproducendo la loro formazione con simulazioni numeriche, siamo in grado di dedurre informazioni su quanto sia spesso il suo guscio di ghiaccio".
Europa è un mondo ghiacciato, ma il ghiaccio nasconde un nucleo roccioso. La superficie ghiacciata, però, non è statica. La tettonica a placche e le correnti convettive negli oceani e il ghiaccio stesso rinnovano la superficie abbastanza frequentemente. Ciò significa che la superficie stessa ha solo da 50 a 100 milioni di anni, il che sembra tanto per organismi di breve durata come gli esseri umani, ma è poco in termini geologici.
Quella superficie liscia e giovane significa che i crateri sono chiaramente definiti, più facili da analizzare e non molto profondi. I loro impatti forniscono informazioni agli scienziati sul guscio ghiacciato della luna e sull'acqua dell'oceano sottostante, piuttosto che trasmettere molte informazioni sul suo cuore roccioso.
"Comprendere lo spessore del ghiaccio è vitale per teorizzare la possibile vita su Europa", ha detto Johnson. "Lo spessore del guscio di ghiaccio controlla il tipo di processi che avvengono al suo interno, e questo è davvero importante per comprendere lo scambio di materiale tra la superficie e l'oceano. Questo è ciò che ci aiuterà a capire come avvengono tutti i tipi di processi su Europa e ci aiuterà a comprendere la possibilità che esista la vita".