목성의 위성 유로파는 얼음 껍질을 가지고 있다?

목성의 위성 유로파에는 두꺼운 얼음 껍질 아래 깊은 곳에 소금물 바다가 존재한다. 이제, 새로운 연구에 따르면, 지구의 얼음 껍질과 그린란드 빙상 사이의 놀라운 연관성이 새로운 통찰력을 제공했습니다: 유로파의 바다는 사람이 살 수 있을지도 모른다고 합니다.

과학자들은 20년 이상 동안 유로파의 얼음 표면에서 극적인 충돌로 흥미를 끌었습니다. 이 두 개의 능선은 거의 1,000 피트 (305 미터) 높이까지 뻗을 수 있는 볏을 가지고 있으며, 그 사이에 넓은 계곡이 있다. 이러한 특징들은 1990년대에 NASA 갈릴레오 우주선에 의해 처음 촬영되었지만, 연구원들은 그것들이 어떻게 형성되었는지 알아낼 수 없었다.
얼음을 투과하는 레이더 관측을 사용하여 그린란드 빙상을 연구하는 동안, 한 연구팀은 유로파에 있는 빙하의 미니버전과 같은 M자 모양의 유사한 이중 능선 특징을 관찰했습니다.
이번 연구결과를 상세히 설명한 연구결과는 화요일 네이처 커뮤니케이션스지에 실렸다.

빙상 지형에 미치는 물의 영향

공중으로 날아다니는 기구들은 연구원들이 지구 해수면에 영향을 미칠 수 있는 빙상의 변화를 관찰하기 위해 지구의 극지 지역을 연구하는데 도움을 준다. 하늘의 이 눈은 또한 표면 녹은 물의 연못, 계절적 배수와 빙하 호수를 운반하는 도관을 찾습니다.
"우리는 이 작은 이중 능선을 보았을 때 기후 변화와 그린란드의 표면에 미치는 영향과 관련된 전혀 다른 무언가를 연구하고 있었습니다. 그리고 우리는 그 능선이 '형성되지 않은'에서 '형성되지 않은'으로 가는 것을 볼 수 있었습니다,"라고 스탠포드 지구 대학의 지구물리학 부교수인 연구 수석 저자인 더스틴 슈뢰더는 말했다. 에너지 및 환경과학이 성명을 통해 발표되었습니다.
2015년에서 2017년 사이에 빙상의 표면 고도와 레이더 데이터를 수집한 NASA의 임무인 얼음다리 작전은 빙판 안에서 다시 얼고 있던 물 주변에서 얼음이 깨지면서 그린란드의 이중 능선이 형성되었다는 것을 밝혔다. 물주머니의 압력이 뚜렷한 봉우리를 상승시켰다.
이로 인해 연구원들은 얼음 껍질 아래에 물주머니가 존재할 수 있는 유로파에서도 같은 일이 가능할지에 대해 의문을 품게 되었고, 그렇지 않으면 사람이 살기에 적합하지 않은 달의 껍질 위에 잠재적으로 거주 가능한 환경을 만들 수 있었다.
스탠퍼드대 전기공학 박사과정 학생인 라일리 컬버그(Riley Culberg)는 성명을 통해 "그린란드에서는 지표면의 호수나 하천에서 나오는 물이 지표면 근처로 흘러들어와 다시 얼어버리는 곳에서 이 이중 능선이 형성됐다"고 밝혔다.
"유로파에서 비슷한 얕은 물 주머니가 형성될 수 있는 한 가지 방법은 갈라진 틈을 통해 지표면 아래의 바닷물이 얼음 껍질로 밀려 올라오는 것일 수 있습니다. 그리고 그것은 얼음 껍질 내부에서 합리적인 양의 교환이 일어날 수 있다는 것을 암시할 것입니다."

변화무쌍한 달 표면

유로파는 수십 마일 두께의 얼음 껍데기의 갈라진 틈을 통해 물기둥들이 솟아오르는 역동적인 곳으로 보인다. 그리고 이 얼음 껍질은 해저의 바다와 영양분이 함께 섞이는 곳이 될 수 있습니다.
슈뢰더는 "우주와 다른 위성, 이오(목성 주위를 도는 또 다른 위성)의 화산에서 흥미로운 화학물질을 얻는 지표면에 더 가깝기 때문에 조개껍데기에 물주머니가 있다면 생명체가 쏘아올릴 가능성이 있다"고 말했다. "우리가 그린란드에서 볼 수 있는 메커니즘이 유로파에서 어떻게 이런 일이 일어나는지라면, 그것은 모든 곳에 물이 있다는 것을 암시합니다."
컬버그는 과학자들이 지구 상에서 비슷한 일이 일어나는 것을 관찰할 수 있었던 것은 이번이 처음이며, 굴곡의 형성을 이끈 지표면 아래의 과정을 실제로 관찰할 수 있었다고 말했다.
슈뢰더는 "우리가 이 논문에서 제시한 메커니즘은 그린란드에서 이런 일이 일어나는 것을 보지 않고 제안하기에는 너무 대담하고 복잡했을 것"이라고 말했다.
연구팀이 그린란드의 빙상에 대해 이미 수집한 광범위한 데이터를 통해 향후 유로파에서 일어나는 역동적인 과정을 위한 아날로그로 사용할 수 있을 것이다.
그린란드와 비교했을 때, 유로파의 온도, 화학성분, 압력은 다르기 때문에, 연구팀은 이 물주머니들이 유로파에서 어떻게 작동하는지 조사하려고 한다.
유로파는 유럽우주국의 JUICE(목성 얼음 위성 탐사선의 줄임말)와 나사의 유로파 클리퍼(Europa Clipper)의 두 가지 다가오는 임무의 목표이다. 클리퍼는 연구원들이 그린란드를 연구한 방법과 유사한 얼음 투과 레이더를 탑재해 유로파의 얼음 껍질에 대한 지하 영상을 수집할 예정이다.
컬버그는 "유로파는 지하 해양에 있는 액체 상태의 물과 그 화학에 대해 과학자들이 이해하고 있는 것 때문에 우리 태양계에서 외계 생명체를 수용할 수 있는 최고의 후보 중 하나로 두드러진다"고 말했다.