מתחת למעטה הקפוא של אירופה, אחד מירחיו של צדק, מסתתר ככל הנראה אוקיינוס עולמי של מים נוזליים. במשך שנים קיוו מדענים כי חלק מן המים מצליחים לטפס דרך סדקים בקרח ולהגיע לשכבות רדודות, שבהן יהיה קל יותר לחלליות לאתרם ולבדוק את הרכבם.
מחקר חדש מצנן את התקווה הזאת. לפי הדמיות שערכו חוקרים מאוניברסיטת ראטגרס, המים העולים מן האוקיינוס צפויים לאבד חום במהירות, ליצור גבישי קרח זעירים ולסתום את הסדק בתוך שעות - זמן רב לפני שיוכלו להעביר כמות משמעותית של מים לקרבת פני הירח.
המחקר פורסם ב-23 ביולי 2026 בכתב העת Nature Astronomy. החוקרים מסיקים כי חילוף ישיר של מים בין האוקיינוס העמוק לבין האזורים הרדודים של מעטפת הקרח כנראה מצומצם בהרבה מכפי שהוצע בדגמים קודמים.
אוקיינוס מתחת לעשרות קילומטרים של קרח
אירופה מכוסה במעטפת קרח עבה, שמתחתיה מצוי ככל הנראה אוקיינוס מלוח ונוזלי. משיכתו הכבידתית החזקה של צדק מותחת ומכווצת את הירח שוב ושוב, יוצרת חום פנימי ומסייעת לשמור על המים במצב נוזלי.
האוקיינוס הזה הפך את אירופה לאחד המקומות המסקרנים ביותר בחיפוש אחר סביבה המתאימה לחיים מחוץ לכדור-הארץ. מים נוזליים, מקור אנרגיה וחומרים כימיים מתאימים נחשבים לשלושה מרכיבים מרכזיים של סביבה שעשויה לאפשר חיים.
הבעיה היא הנגישות. האוקיינוס קבור עמוק מתחת לקרח, ולכן קשה מאוד למדוד אותו ישירות. משום כך הציעו חוקרים כי מים מן העומק עשויים לנוע כלפי מעלה דרך סדקים וליצור כיסי מים או שכבות נוזליות רדודות.
מאגרים כאלה היו יכולים לשמש מעין חלון אל האוקיינוס. חללית המצוידת במכ"ם או במכשירים לניתוח פני השטח הייתה עשויה לאתרם מבלי לקדוח דרך מלוא עובייה של מעטפת הקרח.
המים מתנהגים אחרת מלבה
הרעיון של מים העולים בסדקים מבוסס בחלקו על תהליך המוכר מכדור-הארץ: סלע מותך עולה מן המעמקים דרך שברים בקרום ומזין פעילות געשית. באירופה, במקום מאגמה חמה, מדובר במים נוזליים הנעים בתוך קרח.
אלא שמים ולבה מתנהגים בצורה שונה. הלבה חמה בהרבה מן הסלע המקיף אותה ויכולה לשמור על נתיב פתוח לאורך זמן. המים באירופה עולים לתוך סביבת קרח קרה מאוד, ולכן מאבדים במהירות את מעט החום המונע מהם לקפוא.
החוקרים בנו הדמיות משולבות של זרימת המים ושל מעבר החום מדפנות הסדק. הם בחנו הן זרימה מסודרת יחסית והן זרימה מערבולתית - מצב שבו המים נעים בסחרור ומתערבבים במהירות.
לדבריהם, דגמים קודמים לא נתנו משקל מספק למערבולות. כאשר המים נעים במהירות ומתערבלים, חלקים רבים יותר מהם באים במגע עם דפנות הקרח, והחום עובר מהם אל הסביבה בקצב מוגבר.
גבישי הקרח שסותמים את הסדק
ההדמיות העלו כי המים יכולים להגיע למצב של קירור יתר - מצב שבו הם נשארים נוזליים אף שטמפרטורתם ירדה מתחת לנקודת הקיפאון הרגילה.
בתנאים אלה מתחילים להיווצר במים גבישי קרח זעירים המכונים קרח מחטני. הגבישים נישאים עם הזרם, מתנגשים זה בזה ובדפנות הסדק ומצטברים בהדרגה.
עם התרבות הגבישים, מעבר המים נעשה צר יותר. הזרימה נחלשת, המים מאבדים עוד חום והקפיאה מואצת. כך נוצר תהליך המזין את עצמו עד שהנתיב נסתם.
לפי ההדמיות, סדקים צרים עשויים להיסגר בתוך שעות. סדקים רחבים יותר יכולים להעביר כמות גדולה יותר של מים בתנאים מסוימים, אך גם בהם הזרימה המערבולתית מגבירה את איבוד החום ומצמצמת מאוד את המרחק שאליו יכולים המים להגיע.
גם ההנחה הנוחה ביותר לא הספיקה
החוקרים בחנו תחילה תרחיש מקל במיוחד שבו התעלמו מחלק מאיבוד החום בתנועה של המים. גם בתרחיש זה, שהעניק למעשה הערכה מרבית לכמות המים היכולה לעלות, הנפח שהגיע כלפי מעלה לא הספיק להסביר את המבנים הגדולים שיוחסו בעבר למאגרים רדודים.
כאשר הוכנסה להדמיות הזרימה המערבולתית, המגבלה נעשתה חמורה עוד יותר. המים התקררו מהר יותר, נוצרו גבישי קרח והסדקים נסתמו מוקדם.
כדי להעביר נפח מים המספיק ליצירת חלק מן התצורות שנצפו על פני אירופה, היה צורך בסדקים ארוכים במיוחד או במספר גדול מאוד של סדקים הפועלים בעת ובעונה אחת. לדברי החוקרים, תרחישים כאלה אינם מציאותיים מבחינה גאולוגית.
המסקנה אינה שאף טיפת מים לעולם אינה יכולה לנוע מן האוקיינוס כלפי מעלה. היא שמנגנון הסדקים אינו צפוי להעביר כמויות גדולות מספיק כדי ליצור חיבור קבוע ומשמעותי בין האוקיינוס לבין השכבות הרדודות.
מאגר רדוד אינו בהכרח דגימה מן האוקיינוס
לממצא יש השלכה חשובה על חיפוש החיים. אם חללית תגלה מאגר מים נוזליים סמוך לפני השטח, אי-אפשר יהיה להניח אוטומטית כי המים הגיעו מן האוקיינוס העמוק.
ייתכן שמאגר כזה נוצר במקום, לאחר שחום פנימי או תהליך גאולוגי מקומי המיס חלק מן הקרח. במקרה כזה, ההרכב הכימי של המים עשוי לשקף בעיקר את הקרח ואת החומרים שבמעטפת - ולא את התנאים באוקיינוס שמתחתיה.
ההבדל משמעותי משום שהאוקיינוס העמוק הוא הסביבה הנחשבת מבטיחה יותר לקיום תנאים המתאימים לחיים. אם המאגרים הרדודים מנותקים ממנו, דגימה שלהם לא תספק בהכרח תשובה על מליחות האוקיינוס, מקורות האנרגיה שבו או החומרים הכימיים המצויים בו.
החוקרים מזהירים אפוא מפני פרשנות מהירה של מים רדודים כ"קיצור דרך" אל האוקיינוס. מאגר כזה עדיין יהיה תגלית חשובה, אך יהיה צורך לברר כיצד נוצר ואם התקיים בינו לבין העומק קשר כלשהו.
המבנים שעל פני אירופה נשארים בגדר תעלומה
פני אירופה מכוסים בקווים, רכסים, כתמים ואזורים משובשים המכונים לעיתים "שטחי כאוס". כמה מן המבנים הוסברו בעבר כתוצאה של חדירת מים מן האוקיינוס אל תוך מעטפת הקרח, הצטברותם בשכבות רדודות ועיוות פני השטח שמעליהם.
המחקר החדש אינו שולל את כל ההסברים המבוססים על מים, אך מערער על ההנחה שמקורם חייב להיות באוקיינוס העמוק. ייתכן שהמבנים נוצרו בעקבות המסה מקומית, תנועת קרח, חימום פנימי או שילוב של כמה תהליכים.
ייתכן גם שחלק מן התצורות נוצרו בתקופות שבהן מעטפת הקרח הייתה שונה, או באזורים שבהם התנאים המקומיים אפשרו תנועה חריגה של מים. ההדמיות מצביעות על המגבלה הכללית, אך אינן משחזרות כל סדק וכל אירוע גאולוגי שהתרחש בירח.
המשימות שבדרך יצטרכו להבחין בין שני מקורות מים
הממצאים מתפרסמים כאשר שתי חלליות גדולות כבר נמצאות בדרכן למערכת צדק. אירופה קליפר של נאסא שוגרה באוקטובר 2024 ואמורה להגיע לצדק באפריל 2030. החללית צפויה לבצע 49 יעפים קרובים ליד אירופה ולחקור את הקרח, פני השטח והאפשרות לקיום מים מתחתיהם.
JUICE של סוכנות החלל האירופית שוגרה באפריל 2023 וצפויה להגיע למערכת צדק ביולי 2031. היא תחקור את אירופה וירחים קפואים נוספים, אם כי מוקד משימתה העיקרי יהיה גנימד.
המכ"ם של אירופה קליפר עשוי לזהות שכבות, כיסים או מבנים בתוך מעטפת הקרח. אם יימצא מאגר רדוד, המדענים יצטרכו לבחון אם הוא קשור לאוקיינוס או נוצר מהמסה מקומית.
לשם כך יהיה צורך לשלב בין נתוני מכ"ם, מדידות כבידה, הרכב החומרים על פני השטח, חום ומבנה גאולוגי. גילוי מים לבדו לא יספיק כדי לקבוע מהיכן הגיעו.
הדמיה אינה מדידה ישירה
למחקר מגבלות ברורות. הוא מבוסס על חישובים והדמיות, משום שאין כיום מדידות ישירות של זרימת מים בסדקים בתוך אירופה.
עובי המעטפת, רוחב השברים, מליחות המים, הלחץ באוקיינוס והטמפרטורות לאורך הסדק אינם ידועים במדויק. שינוי בכל אחד מן המשתנים עשוי להשפיע על מהירות הזרימה ועל קצב הקפיאה.
גם נוכחותם של מלחים או חומרים אחרים יכולה להנמיך את נקודת הקיפאון ולשנות את היווצרות גבישי הקרח. ייתכנו אזורים חמים במיוחד, סדקים חדשים או אירועים קצרים שהדגם אינו מייצג במלואם.
למרות זאת, החוקרים בחנו גם תנאים המקלים מאוד על מעבר המים, ומצאו שאפילו בהם קשה להעביר את הנפחים הדרושים. לכן הם סבורים שהמסקנה בדבר חילוף מוגבל בין העומק לבין השכבות הרדודות יציבה יחסית.
החיפוש אחר חיים לא הסתיים
המחקר אינו מערער על עצם קיומו של האוקיינוס ואינו קובע שאין באירופה תנאים המתאימים לחיים. הוא עוסק בשאלה אחרת: עד כמה האוקיינוס מחובר לסביבת פני השטח.
ייתכן שאוקיינוס גדול, מלוח ויציב עדיין מתקיים מתחת לקרח. ייתכן גם שהוא מקיים תגובות כימיות עם קרקעית סלעית ומקבל אנרגיה מתהליכים פנימיים - תנאים שעשויים להיות חשובים לקיום חיים.
אולם אם מעטפת הקרח היא מחסום יעיל יותר מכפי שסברו, יהיה קשה יותר לדגום את האוקיינוס בעקיפין. חומרים מן האוקיינוס יתקשו להגיע לפני השטח, וחמצן וחומרים הנוצרים בקרינה על פני אירופה עשויים להתקשות לנוע בכיוון ההפוך.
הממצא אינו סוגר את הדלת בפני חיים באירופה. הוא רק מבהיר שהדלת אל האוקיינוס עשויה להיות עבה, קרה וסתומה הרבה יותר מכפי שקיוו המדענים.
תגובות
רגע, שקט פה מדי
דעתך חשובה - תהיו הראשונים להגיב על הכתבה