ગુરુનો ચંદ્ર યુરોપા એસ્ટ્રોબાયોલોજિસ્ટ્સ માટે સૌરમંડળમાં કદાચ સૌથી રસપ્રદ અવકાશી પદાર્થ છે. યુરોપા આપણા ચંદ્ર કરતાં થોડો નાનો છે, પરંતુ તેનાથી વિપરીત, તેની સપાટી બરફની છે, જેની નીચે લગભગ સો કિલોમીટર ઊંડે પ્રવાહી પાણીનો મહાસાગર છે. યુરોપાની બરફની ચાદર નીચે મહાસાગરનું અસ્તિત્વ એકદમ વિશ્વસનીય રીતે પુષ્ટિ થયેલ ગણી શકાય. સપાટી લગભગ ઉલ્કાના ખાડાઓથી વંચિત છે, પરંતુ તે તિરાડો, ખામીઓ અને "અસ્તવ્યસ્ત લેન્ડસ્કેપ" ના પેચ સાથે વિપુલ પ્રમાણમાં છે જેમાં ખંડિત, મિશ્રિત અને થીજી ગયેલા બરફના બ્લોક્સનો સમાવેશ થાય છે. યુરોપાના આંતરિક ભાગને શક્તિશાળી ભરતી ગરમી મળે છે (જેમ કે પડોશી ચંદ્ર Io, જોકે ઓછા પ્રમાણમાં), જેનો અર્થ છે કે જ્વાળામુખી સમુદ્રના તળ પર ફાટવું જોઈએ, સમુદ્રને પોષક તત્ત્વો અને ઉર્જા સ્ત્રોતો પૂરા પાડે છે - વસવાટ માટે જરૂરી શરતો. યુરોપાની સપાટી પર, ઠંડી માઇનસ 160 થી માઇનસ 220 ડિગ્રી સુધી શાસન કરે છે, તેથી જ બરફના આવરણની જાડાઈ ઓછામાં ઓછી કેટલાક કિલોમીટર છે. છેલ્લા મહાસાગરનું અન્વેષણ કરવું ખૂબ જ મુશ્કેલ કાર્ય હશે, અને પ્રથમ પગલા તરીકે, વૈજ્ઞાનિકો યુરોપા ક્લિપર પ્રોબને ગુરુ સિસ્ટમમાં મોકલશે, જે બહુવિધ નજીકના ફ્લાયબાય દ્વારા યુરોપા અને ગેસ જાયન્ટના અન્ય ચંદ્રોનો અભ્યાસ કરશે. મિશનનો એક ધ્યેય રડારનો ઉપયોગ કરીને યુરોપાના બર્ફીલા શેલની તપાસ કરવાનો છે. આ પદ્ધતિની શક્યતાઓ બરફની રચના પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે. મીઠાની અશુદ્ધિ રેડિયો તરંગોને ભેદવું મુશ્કેલ બનાવશે, અને જો શેલ ખૂબ જાડા ન હોય અને તેમાં શુદ્ધ બરફ હોય, તો ઉપકરણ તેના દ્વારા ચમકવા સક્ષમ બની શકે છે. નતાલી વોલ્ફેનબર્ગરની આગેવાની હેઠળ યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસના વૈજ્ઞાનિકો સૂચવે છે કે આવરણમાં અપેક્ષા કરતાં ઓછું મીઠું હોઈ શકે છે અને તેનું કારણ પાણીની અંદરનો બરફ છે, જે યુરોપના મહાસાગરમાં નીચેથી ઉપર જઈ શકે છે.
પૃથ્વી પર, સમુદ્રો પર બરફની ચાદર મુખ્યત્વે બરફ-પાણીના ઇન્ટરફેસ પર, નીચેનું પાણી ઠંડું થવાને કારણે વધે છે. એન્ટાર્કટિક સમુદ્રોમાં, બરફની જાડાઈમાં વધારો કરતી બીજી પદ્ધતિ જોવામાં આવી છે - સુપરકૂલ્ડ પાણીનો "બરફ" જે બરફની નીચે એકઠું થાય છે. આવા પાણીની અંદર "હિમવર્ષા" નું કારણ કઈ ઘટના હોઈ શકે છે? પાણીનું ઠંડું બિંદુ દબાણ હેઠળ ઘટે છે - દર 130 વાતાવરણમાં લગભગ એક ડિગ્રી. પૃથ્વીના મહાસાગરોમાં, આ 1,300 મીટરની ઊંડાઈમાં અને યુરોપના બરફની નીચે - લગભગ 10 કિલોમીટરના વધારાને અનુરૂપ છે. મારિયાના ટ્રેન્ચ અને યુરોપા મહાસાગરના તળિયે, દબાણ લગભગ સમાન છે - પહેલાની ઊંડાઈ દસ ગણી ઓછી છે, પરંતુ પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ યુરોપા કરતા સાત ગણું વધારે છે. તેથી, ખૂબ જ તળિયે ખારું પાણી શૂન્યથી લગભગ દસ ડિગ્રી નીચે તાપમાને થીજી જાય છે. વધુમાં, પાણી એડિબેટિક હીટિંગ અને ઠંડકને આધિન છે - દબાણ કૂદકા દરમિયાન તાપમાનમાં ફેરફાર અને પર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમયનો અભાવ. નાની સંકુચિતતાને લીધે, તેનું તાપમાન પંપ અને કોમ્પ્રેસરમાં હવા જેટલું બદલાતું નથી, પરંતુ દબાણમાં મોટા ફેરફારો સાથે આ પ્રક્રિયા નોંધપાત્ર બને છે: ગુણાંક 400 વાતાવરણમાં લગભગ એક ડિગ્રી છે (પૃથ્વી પર 4 કિલોમીટર, 30 કિલોમીટર) યુરોપ પર). પાણીના મોટા જથ્થામાં વધતા અથવા ડૂબતા પાણી આસપાસના પાણી સાથે ભળવામાં અને તેના તાપમાનમાં ફેરફાર કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે, અને ખૂબ ઊંડાણથી વધતું પાણી બે કારણોસર સુપરકૂલ્ડ બની શકે છે: ડીકોમ્પ્રેશન દરમિયાન એડિબેટિક ઠંડકને કારણે; અને આઉટલેટનું તાપમાન જો તે સપાટીના ઠંડું બિંદુથી નીચે હોય.
કેટલાક સુપરકૂલ્ડ પાણી થીજી જાય છે, જે ખૂબ જ શુદ્ધ એકિક્યુલર બરફ બનાવે છે. આ બરફ ઉપર તરે છે અને સપાટી પર બરફની ચાદર સાથે જોડાય છે. વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે એક સમાન ફ્રીઝ દરમિયાન બનેલા બરફના પોપડા, ઉદાહરણ તરીકે ચંદ્રના આંતરિક ભાગના ધીમે ધીમે ઠંડકને કારણે, મુખ્યત્વે સ્થિર બરફનો સમાવેશ થાય છે. જો બરફની ચાદર પાતળી થવાને આધીન હોય, જેમ કે ટેકટોનિક, જ્વાળામુખી વિસ્ફોટ અથવા અસમાન સોલાર હીટિંગ દ્વારા, "ઊંધી હિમવર્ષા" ને કારણે પાતળી જગ્યામાં નવો બરફ રચાશે. યુરોપમાં, બરફની ચાદર ખૂબ જ ગતિશીલ છે.
અન્ય વસ્તુઓમાં, તે ઘણી વખત સંપૂર્ણપણે ઉથલાવી ગયું છે, સમુદ્રની સાથે સરક્યું છે, અને વિષુવવૃત્તીય પ્રદેશો થોડી વધુ સૌર ગરમી અને પાતળા બરફ સાથે ધ્રુવોની નજીક સમાપ્ત થયા છે. તેથી, "પાણીની અંદરનો હિમવર્ષા" નવા બરફના નિર્માણમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપી શકે છે. આમ, યુરોપાની બરફની ચાદરના ભાગમાં અગાઉના વિચાર કરતાં અનેક ગણું ઓછું મીઠું હોઈ શકે છે. આ વૈજ્ઞાનિકોના કાર્યને જટિલ બનાવે છે: એક તરફ, શુદ્ધ બરફ વધુ ઊંડાણમાં રડાર સાથે "પ્રબુદ્ધ" કરવા માટે સરળ છે, અને બીજી તરફ, યુરોપાની સપાટી પર મીઠાનું પ્રમાણ વધારે છે. તે ફક્ત સપાટી પરથી બરફના ઉત્કર્ષનું પરિણામ હોઈ શકે છે, અથવા તે ક્રેવેસિસ અને અસ્તવ્યસ્ત લેન્ડસ્કેપ્સમાં સપાટી પર ઉગેલા પાણીના સીધા થીજી જવાથી બનેલા બરફની રચનાને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. યુરોપાની બરફની ચાદર ખૂબ જ પેચી હોવાની શક્યતા છે - કેટલીક જાડી, કેટલીક પાતળી, કેટલીક ખારી અને કેટલીક સ્વચ્છ - અને તેનો વિગતવાર અભ્યાસ કરવા માટે વધુ શક્તિશાળી અને લવચીક રડારની જરૂર પડી શકે છે. બીજી બાજુ, તે ભવિષ્યના એસ્ટ્રોબાયોલોજિસ્ટ્સનું કામ સરળ બનાવે છે: બરફના પોપડામાં અશાંત પ્રક્રિયાઓ સમુદ્રમાંથી તાજા થીજી ગયેલા પાણીને સપાટી પર લઈ જઈ શકે છે, જ્યાં તેના નમૂનાઓનો અભ્યાસ કરવો વધુ સરળ બનશે.
ફોટો: NASA/JPL-Caltech
