שאלות מחקר על ישימות החיים על הירח אירופה של צדק

ירחו של יופיטר, אירופה, נחשב זמן רב למועמד מוביל במאמצים למצוא חיים מחוץ לכדור הארץ בשל אוקיינוס התת-קרקעי העצום שלו, אך מחקרים עדכניים מעלים ספקות משמעותיים לגבי כושר החיים בו.

• ״בקיצור, כנראה שאין פעילות גיאולוגית מהסוג שקורה על איואו שמתרחשת בעומק אירופה,״ סיכם בירן.

ממצאים חדשים מאתגרים הנחות קודמות

מחקר שפורסם בכתב העת Nature Communications בחן את האפשרות לפעילות טקטונית וולקנית על קרקעית האוקיינוס של אירופה, תהליכים חיוניים התורמים ליצירת חומרים מזינים הכרחיים ואנרגיה כימית לחיים. החוקרים דגם את תנאי הירח ומסקנתם היא שקרקעית הסלע שלו כנראה קשיחה מדי לתמוך בפעילות כזו.

גורמים מרכזיים בהערכה

צוות המחקר, בהובלת מדען פלנטה פול בירן מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, ניתח מספר גורמים כולל גודלה של אירופה, הרכב הגרעין הסלעי שלה, וכוחות הכבידה שמפעיל יופיטר, כוכב הלכת הגדול במערכת השמש שלנו. ממצאיהם מציעים שפעילות טקטונית מוגבלת עשויה להפוך את קרקעית אירופה לבלתי מתאימה למחייה.

״על כדור הארץ, פעילות טקטונית כגון שברים ופיצולים חושפת סלע חדש לסביבה שבה תגובות כימיות, בעיקר עם מים, מייצרות חומרים כמו מתאן שהחיים המיקרוביאליים יכולים להשתמש בהם,״ הסביר בירן. ״ללא פעילות כזו, תגובות אלה קשות יותר להתהוות ולהתמיד, מה שהופך את קרקעית אירופה לסביבה מאתגרת לחיים.״

השוואה בין פעילויות גיאולוגיות

בירן הדגיש גם את חשיבות הפעילות הגיאולוגית להופעת החיים, תוך השוואה לפתחים הידרותרמיים על פני כדור הארץ. החיים על פני כדור הארץ ייתכן וצמחו בסביבות דינמיות אלו, המספקות מקור עשיר של אנרגיה כימית. אולם אירופה נראית כי חסרה תכונות דומות.

״בהתבסס על ממצאינו, סביר שהקרקעית לא תכלול תצורות טקטוניות מרכזיות, כמו רכסים ארוכים או גיאיות עמוקות. סביר שלא יהיו הרי געש תת-ימיים או הרים תת-ימיים, ולא תהיה פעילות הידרותרמית כמו 'מעשני שחור',״ אמר כריסטיאן קלימצ׳אק, גיאולוג מאוניברסיטת ג׳ורג׳יה ולמחבר משותף של המחקר. ״עם זאת, אני מקווה שיום אחד אוכל להיות מתוקן.״

מאפייניה והרכב אירופה

בקוטר של כ־1,940 מילין (3,100 ק״מ), אירופה קטנה במעט מירח כדור הארץ. מתחת לקרום הקרח שלה, המוערך לעובי של 10–15 מילין (15–25 ק״מ), נמצא אוקיינוס שעומקו עשוי להיות 40–100 מילין (60–150 ק״מ). זה הופך את אירופה לרביעית בגודלה בין 95 ירחי יופיטר המוכרים ומרמז שהאוקיינוס שלה עשוי להכיל פי שניים מנפח המים שבאוקיינוסים של כדור הארץ.

למרות האתגרים, לאירופה יש כמה מאפיינים הנחשבים חיוניים לתמיכה בחיים. לפי בירן, ״יש שלושה גורמים עיקריים שחושבים שהם קריטיים לתמיכה בחיים: מים נוזליים, כימיה אורגנית ואנרגיה.״

״אוקיינוס התת-קרקעי של אירופה עומד בדרישה הראשונה. זיהינו חומרים אורגניים על הקרום הקרחוני החיצוני של הירח הזה, וסביר שיש חומרים כאלה גם בתוך האוקיינוס. זו הדרישה השנייה. והמסלול המיוחד של אירופה מאפשר ליופיטר לחמם את אירופה באמצעות גאות ושפל – הדרישה השלישית,״ הוסיף.

תוכניות לחקר עתידי

בשנת 2024, נאס"א שיגרה את החללית אירופה קליפר, שתבצע סדרה של טיסות קרובות החל מ-2031. המשימה שואפת לאסוף מידע נוסף כדי להעריך האם יש תנאים מתאימים לקיום חיים באירופה.

״למרות שגיאולוגיה פועלת בדומה בכל מערכת השמש, בכל גוף פלנטרי שחקרנו נמצאו תהליכים ייחודיים. בהתחשב במה שאנו יודעים על אירופה, היא עדיין המקום הטוב ביותר למחפש חיים מחוץ לכדור הארץ,״ אמר קלימצ׳אק.

השפעות כוחות הכבידה של יופיטר

כוח הכבידה העצום של יופיטר משפיע על ירחיו הרבים בדרכים שונות. לדוגמה, איואו, הירח הגדול הקרוב ביותר, ידוע כגוף הפעיל ביותר וולקנית במערכת השמש. זאת בעקבות כוחות גאות חזקים שיופיטר וירחים אחרים יוצרים, הגורמים לחיכוך וחימום פנימי.

עם זאת, מעמדה של אירופה הרחוק יותר מיופיטר אומר שהשפעת החימום הגאותי יורדת במהירות עם המרחק. אף שיש חימום גאותי מספק למנוע קפיאה מלאה של האוקיינוס שלה, החישובים מראים כי הוא לא מספיק לגרום לעיוות טקטוני משמעותי בקרקעית האוקיינוס.

״בקיצור, כנראה שאין פעילות גיאולוגית מהסוג שקורה על איואו שמתרחשת בעומק אירופה,״ סיכם בירן.

מציץ לעבר אירופה

המחקר התמקד רק בתנאים הנוכחיים של אירופה, אך קיימות אינדיקציות שעל הירח ייתכן שהייתה פעילות גיאולוגית רבה יותר בעבר הרחוק. בירן שיער שלפני מיליארדי שנים יתכן שאירופה הייתה סביבה מתאימה למגורים לפני שהתנאים השתנו והאנרגיה הכימית הנחוצה לחיים נדדה.

״יש סיבות להניח שאירופה ייתכן ופעלה גיאולוגית בצורה הרבה יותר אינטנסיבית ממה שהיא היום, אם כי לפני כמה מיליארדי שנים,״ אמר. ״אז ייתכן שבתקופה מסוימת העולם הזה לא היה רק בלתי ראוי למחייה אלא למעשה מיושב, לפני שהתנאים האלה השתנו.״