أوروبا هو القمر المفضل لدي، وهو قمر يبلغ قطره 3130 كيلومترا. والصور التي التقطتها مركبة الفضاء «فويدجر» من خلال تحليقها بالقرب من القمر في عامي 1980 1981 أظهرت سطحه على شكل قشرة بيض مشقوقة، مع وجود عدد قليل جدا من الفوهات الصدمية. من الواضح أن التسخين المدي جدَّد الطبقة الخارجية الجليدية للقمر، بالرغم من أن هذا لم يحدث بنفس السرعة الهائلة التي حدث بها في حالة القمر آيو. والصور العالية الوضوح التي التقطتها بعثة جاليليو» أظهرت تاريخا لسطح معقد، وأثارت جدلاً شديدًا؛ فقد كان معلومًا بالفعل أن سطح القمر أوروبا مكون في الأساس من جليد مائي. وتبين الكثافة الكلية لهذا القمر أن سمك هيكله الجليدي لا أنه بد يتراوح بين 100 و150 كيلومترًا، وهو يعلو محتوّى داخليا صخريًا أكثر كثافة، لكن الجدل بشأن الكثافة لا يمكن أن يميز بين الجليد الصلب والماء السائل؛ فجليد السطح قوي وسهل التفتت بفضل انخفاض درجة حرارته. والجدل الذي ثار تمحور حول حالة «الجليد» أسفل السطح. فهل كان في حالة تجمد وصولاً إلى الصخر، أم أن الجزء السفلي منه سائل مغطّى بهيكل جليدي طاف؟

والاحتمال الثاني يتطلب معدلاً أكبر للتسخين المدي الداخلي جنبا إلى جنب مع التصور الغريب لمحيط هائل من الماء السائل أسفل الجليد وأرى أن الأدلة المستقاة من صور كَتِلْك المبينة في الشكل رقم 4-3 توضح أن الجليد رقيق بوجه عام، ولا يتجاوز سمكه بضعة كيلومترات؛ ومن ثم لا بد أنه يطفو فوق الماء، لكن على مدار السنوات العديدة التي استغرقتها الجولة المدارية لمركبة الفضاء جاليليو» حول منظومة كوكب المشتري، أصرت مجموعة معارضة قوية في فريق التصوير على محاولة توضيح خصائص السطح؛ باعتبارها ناتجة عن عمليات يحفزها الحمل الحراري في الحالة الصلبة في الطبقة الجليدية السميكة.

وما يعد الآن الأساس المقبول بوجه عام لجيولوجيا القمر أوروبا يمكن توضيحه على نحو رائع بالرجوع إلى الشكل رقم 4-3 فالشكل يبين العديد من «أطواف» الجليد الثابتة التي لها حواف يبلغ ارتفاعها 100 متر. وأسطح هذه الأطواف الجليدية تتميز بنمط من النتوءات والأخاديد يسير في اتجاهات متنوعة. وبين الأطواف الجليدية، تكون البنية أكثر فوضوية وتفتقر إلى نمط واضح وتوجد مساحات كبيرة من القمر أوروبا (وراء هذه المنطقة) لم تنقسم إلى أطواف، ويكون نمط السطح فيها نتوءات وأخاديد متصلة. ومن الواضح أن الأطواف الجليدية الموجودة في الشكل رقم 4-3 عبارة عن أجزاء متكسرة من هذا النوع من المساحات وقد نتج نمط النتوءات والأخاديد عن فتح وغلق الشقوق بين الأطواف الجليدية، اللذين يحدثان - على الأرجح - في دورة مدية تتزامن مع الفترة المدارية للقمر، والتي تكون كل 3.6 أيام وبوجه عام، يمكن أن تصبح بعض الشقوق نشطة في أي وقت من الأوقات؛ فعندما ينفتح شق (ربما بعرض متر واحد أو ما شابه)، يُسحب الماء من أسفل لأعلى. والماء المكشوف مؤقتًا للفضاء البارد الموجود أعلى الشق يغلي ويتجمد على نحو متزامن، لكنه سرعان ما يصبح مغطّى بالوحل. وعندما ينغلق الشق، يخرج بعض الوحل إلى السطح مشكلا نتوءًا فوق الشق المنغلق. وفي المرة التالية التي ينفتح فيها الشق، ينشق النتوء ويضاف إليه المزيد من الوحل عندما ينغلق الشق مرة أخرى. وتكفي بضع سنوات من الفتح والانغلاق كي تحيط نتوءات بالحجم الذي نراه بأخاديد مركزية. وفي نهاية المطاف تنغلق الشقوق على نحو دائم، لكن يبدأ شق جديد في النشاط في مكان آخر؛ ومن ثم يتشكل النمط معطيا السطح المحتوي على نتوءات وأخاديد والمغطّي لجزء كبير من القمر أوروبا شكلًا يشبه كرة من الخيط.

شكل 4-3 صورة مقربة تغطي مساحة تبلغ 42 كيلومترًا من جزء من منطقة كونامارا كيوس في القمر أوروبا؛ حيث سمح «تخلل الانصهار من المحيط الموجود أسفل السطح بانجراف أطواف الجليد بعيدًا بعضها عن بعض قبل أن تتجمد المنطقة من جديد. وضوء الشمس يأتي من جهة اليمين.

يبين الشكل رقم 4-3 الاضطراب الذي يحدث لسطح كرة الخيط» بفعل عملية مهمة أخرى تؤثر على القمر أوروبا. هذه العملية يُطلق عليها اسم «تخلل الانصهار»، وهي تؤدي إلى مزيج فوضوي من الأطواف الجليدية المتكسرة يُطلق عليه «فوضى». وتحت أي منطقة فوضى تتشكل مستقبلا، يصبح المحيط دافئًا على نحو غير عادي - ربما يرجع ذلك إلى الثورات البركانية السليكية في قاع المحيط -وتنصهر قاعدة الهيكل السطحي الجليدي تدريجيًّا، ويصبح الجليد أقل سمكًا. وفي نهاية المطاف، يصل الانصهار إلى السطح، وتنفصل الأطواف الجليدية عن الحواف المكشوفة من الهيكل الجليدي، وتنجرف نحو المحيط المكشوف. وأي ماء مكشوف سرعان ما يتجمد من جديد، وربما يكون من الأفضل تصور أطواف جليدية ذات سمك يقدر بكيلومتر تشق طريقها نحو بحر مغطّى بوحل جليدي، وليس مسطحًا مائيا مكشوفا مثل الذوبان الصيفي لسرب جليدي في المحيط القطبي الشمالي على كوكب الأرض. وفي الجزء الشمالي الغربي من الشكل رقم 4-3، يمكنك أن ترى الطريقة التي تجمعت بها في الأساس العديد من الأطواف الجليدية؛ لأنها لم تنجرف بعيدًا بعضها عن بعض كثيرًا، ويمكن مطابقة بنيات «كرة الخيط» الخاصة بكل منها.

وبعد زوال الزيادة المؤقتة في درجة الحرارة، يتجمد المحيط من جديد وتتوقف الأطواف الجليدية عن الانجراف، ويبدأ جليد سطح البحر المعاد تجمده الموجود أسفل الأطواف الجليدية في اكتساب مزيد من السمك مرة أخرى. وعندما تصبح المنطقة المعاد تجمدها سميكة وهشة بما يكفي، يمكن أن تنفتح شقوق جديدة، ويبدأ جيل جديد من بنيات كرة الخيط في الظهور فوق المنطقة بأكملها. وفي الشكل رقم 4-3، يوجد شق ناشئ تتاخمه سلسلة نتوءات ضيقة على كل جانب من الجانبين، ويكون هذا الشق قطري الاتجاه، وهو يبدو عاديًا عند عبوره الأطواف الجليدية، ولكن يمكنك أن تستنتج أنه ناشي؛ لأنه يقطع البحر المعاد تجمُّده الواقع بين الأطواف الجليدية.

وحتى إن كانت هذه القصة تحمل قدرًا ضئيلا من الصحة، فإنها تنطوي على بعض التبعات المثيرة للتفكير؛ فالتفاعلات الكيميائية مع الصخر الباطني ستجعل المحيط مالحًا - بالرغم من أن أكثر الأملاح المذابة وفرةً قد تكون كبريتات المغنيسيوم وليس كلوريد الصوديوم - كما في المحيطات الموجودة على كوكب الأرض. فأي محيط من نوعية المحيطات التي تعلو صخرًا ساخنًا بفعل التسخين المدي يوفر موطنا ملائما لقيام حياة يماثل الموطن الذي يُعتقد أن تكون قد بدأت فيه الحياة على كوكب الأرض. وعدم وصول ضوء الشمس ليس عائقًا؛ لأن الكائنات المنتجة الأولية» عند قاعدة السلسلة الغذائية يمكن أن تستمد طاقتها من اختلال التوازن الكيميائي، الذي يحدث للمحيط في ينابيع حارة مغمورة (منافس مائية حرارية). وهذه الحياة توصف بأنها تتعلق بالتمثيل الكيميائي في مقابل التمثيل الضوئي. وفي قيعان المحيطات على كوكب الأرض، يُطلق على أكثر المنافس سخونة اسم «المداخن السوداء»؛ بسبب عمود جسيمات الكبريتيد المعدنية الذي يتشكل عندما يمتزج مائع المنفس بماء المحيط. وهذه المنافس بمنزلة واحات مذهلة للحياة؛ حيث تتغذى مجتمعات الكائنات الحية (بما يشمل بعض الكائنات المتقدمة مثل الجمبري وسرطان البحر) على ميكروبات تعتمد على التمثيل الكيميائي، وتكتسب طاقتها عن طريق تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان. وإذا كانت الحياة على كوكب الأرض بدأت في مثل هذه الظروف، فلماذا إذن لا يرجح حدوث ذلك على القمر أوروبا أيضًا؟

من الصعب جدًّا العثور على حياة مغمورة تحت الجليد الذي يبلغ سمكه عادةً عدة كيلومترات؛ وهو الأمر الذي يتطلب من الهابطين على القمر أوروبا ثقب أو صهر حفرة في الجليد لإدخال مسبار روبوتي يمكن أن يستقر في عمود «مدخنة سوداء». ومع ذلك، مثل هذه البعثة الطموحة قد لا تدعو إليها الحاجة بالضرورة إذا كانت النتوءات الموجودة على أي من جانبي الشق الناشئ تَشكَّلت من الوحل الذي سحب لأعلى من المحيط. وأثناء انفتاح الشق، يمكن أن يوفر موطنا ملائما لقيام حياة تعتمد على التمثيل الضوئي لكائنات مثل النباتات أو الطحالب البحرية (وهو الأمر الأكثر معقولية). ومثل الحياة على كوكب الأرض، من الممكن أن تكون تلك الكائنات قد تطورت من أسلاف تعتمد على التمثيل الكيميائي. ويمكن أن يجعل الإشعاعُ بضعة السنتيمترات العليا من عمود الماء المكشوف غير ملائمة للحياة، لكن يمكن أن يتوفر قدر كافٍ من ضوء الشمس لحدوث تمثيل ضوئي في بضعة الأمتار التالية. وإذا كانت هناك كائنات منتجة أولية (النباتات والطحالب) تعتمد في عيشها على ضوء الشمس، فمن المحتمل أن تكون هناك حيوانات تتغذى عليها. ولتبين هذا الأمر، تتمثل الخطوة الأولى في فحص عينة من النتوء الذي يظهر خارج الشق.

والتعاون الكبير التالي الذي يمكن أن يتم بين وكالة ناسا الفضائية ووكالة الفضاء الأوروبية في مجال استكشاف الكواكب الخارجية من المجموعة الشمسية، من المرجح أن يكون بعثة فضائية إلى منظومة كوكب المشتري. وسوف يكون هدف تلك البعثة الأساسي التحقق من وجود محيط بالقمر أوروبا، باستخدام رادار مخترق للجليد، وعن طريق قياس مقدار الانحناء المدي الذي قد لا يتجاوز نحو متر واحد في حالة الجليد السميك المستقر في القاعدة، وقد يصل إلى نحو 30 مترًا بالنسبة لهيكل جليدي «رقيق» يطفو على سطح محيط). والمؤسف أنه لا يمكن التفكير في هبوط إحدى المركبات الفضائية على سطح القمر أوروبا بعد، لكن سوف يكون هناك على الأقل مطياف عالي الوضوح من المدار للبحث عن جزيئات بيولوجية المنشأ في مادة النتوء.

مواضيع ذات صلة

Cosmic synchrotron radiation

Universal gravitation

Kepler’s laws

The Relation of Physics to Astronomy

الكوارث الكونية والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء

نشأة علم فلك الأشعة السينية

الجدات ورواد الفضاء

قانون الجذب العام (نيوتن وثمرة التفاح)

حساسات النانو في خدمة رحلات الفضاء الخارجي

الأجسام الصلبة والفضاء الخاوي

العوالم الأخرى: قد لا نكون بمفردنا في هذا الكون

كوكبة الحوت الجنوبي Piscis Australis