Una rappresentazione artistica della sonda Europa Clipper in orbita attorno al satellite Europa di Giove. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
Per il 10 ottobre 2024 è previsto il lancio della missione Europa Clipper della Nasa. Si tratta di un orbiter destinato a esplorare il satellite di Giove Europa: sotto la crosta di ghiaccio di questo corpo, che ha uno spessore compreso fra i 15 e i 25 km, è nascosto uno degli oceani più estesi del Sistema solare, con una profondità stimata che va da 60 a 150 km. Anche se Europa ha un diametro che è un quarto di quello della Terra, la sua componente oceanica può contenere circa il doppio dell’acqua di tutti gli oceani terrestri e questo lo rende il luogo più intrigante dove cercare vita extraterrestre. Fra viaggio e attività scientifica la missione è destinata a durare circa 10 anni. Gli scopi principali sono confermare la presenza dell’oceano, studiare la fisica dell’interazione oceano-crosta di ghiaccio e la sua geologia, caratterizzare i siti attivi in cui l’acqua dell’oceano è emessa in superficie, determinare se la vita è compatibile con le condizioni dell’oceano e scegliere il sito di atterraggio per la futura missione Europa Lander, questa sì destinata a scendere sulla crosta ghiacciata del satellite alla ricerca di prove dirette dell’esistenza della vita.
Europa Clipper utilizzerà il radar per “sbirciare” sotto la crosta di ghiaccio di Europa, per capire se l’oceano sottostante è adatto a ospitare forme di vita. Quanto potrà andare in profondità il segnale radar emesso dall’orbiter dipenderà dal contenuto di sale dell’acqua ghiacciata, inoltre la stessa salinità dell’oceano condizionerà la possibilità di essere più o meno adatto per sostenere la vita. Le analisi già fatte suggeriscono che la temperatura, la pressione e la salinità dell’oceano più vicino alla crosta di ghiaccio sia simile a quella che si può trovare sotto una qualsiasi piattaforma di ghiaccio in Antartide.
Un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica Astrobiology ha esaminato i due diversi modi in cui l’acqua si congela sotto le piattaforme di ghiaccio: per condensazione o congelamento oppure attraverso la formazione di ghiaccio fragile. Il ghiaccio da condensazione cresce direttamente sotto la piattaforma di ghiaccio, mentre il ghiaccio fragile si forma prima sotto forma di cristalli nell’acqua di mare sottoraffreddata, si sposta verso l’alto attraverso l’acqua perché a densità minore e si deposita alla base della piattaforma di ghiaccio. In pratica si tratta di una specie di nevicata al contrario, in cui i cristalli di ghiaccio salgono verso l’alto invece di cadere verso il fondo. Facile capire che questa struttura non è compatta, da qui la dizione di “ghiaccio fragile”. La bizzarra neve sottomarina si trova sotto le piattaforme di ghiaccio terrestri, ma il nuovo studio mostra che la stessa cosa vale probabilmente anche per Europa, dove potrebbe svolgere un ruolo importante nella costruzione della crosta ghiacciata.
Ecco come si presenta il ghiaccio fragile sotto la piattaforma di ghiaccio antartico. La base della crosta di ghiaccio di Europa potrebbe avere la stessa struttura. Crediti: Helen Glazer 2015, from the project “Walking in Antarctica”, helenglazer.com
La neve sottomarina è molto più pura di altri tipi di ghiaccio (∼0,1 per cento, contro ∼10 per cento della salinità oceanica), il che significa che il guscio di ghiaccio di Europa potrebbe essere molto meno salato di quanto si pensasse ossia ordini di grandezza più puro rispetto alle stime precedenti. Questo influisce su tutto: dalla sua resistenza, al modo in cui il calore interno del satellite filtra attraverso la crosta, alle forze che potrebbero dare luogo a una sorta di tettonica del ghiaccio. Una crosta di ghiaccio che si forma per ispessimento graduale quando il suo interno si raffredda sarebbe composto da ghiaccio da congelamento, mentre il ghiaccio fragile tenderà ad accumularsi dove la crosta di ghiaccio si assottiglia su scala locale o regionale attraverso l’operato di una “pompa del ghiaccio” dovuta alle correnti nella massa oceanica.
Tutte queste caratteristiche sono importanti per gli scienziati che stanno preparando la sonda della missione Europa Clipper: si tratta di esplorare un mondo in gran parte ancora ignoto, più dettagli si conoscono dei possibili meccanismi fisici all’opera sul satellite e meglio sarà per la riuscita scientifica della missione. Per fortuna l’Agenzia spaziale europea non sta a guardare e ha in cantiere la missione Juice (Jupiter Icy moons Explorer), destinata all’esplorazione dall’orbita di Europa, Ganimede e Callisto, il cui lancio è previsto per il 2023: il futuro dell’esplorazione del Sistema solare passa per le lune maggiori di Giove.