Dünya dışında bir yaşam olup olmadığı, insanlığın gözünü gökyüzüne çevirdiği ilk zamanlardan beri en çok merak edilen konuların başında geliyor. Jüpiter’in uydusu Europa ise Dünya dışı yaşam arayışında bir numaralı adaylardan birisi olarak öne çıkıyor.
Buzlarla kaplı Europa’da bir yeraltı okyanusu olması, uydunun sıcak, tuzlu ve yaşamı mümkün kılan kimya açısından zengin olduğunu gösteriyor. Yapılan yeni araştırmalar ise Europa’nın oksijeni buzlu kabuğunun altına çektiğini ve burada basit yaşamı besleyebileceğine dair yeni kanıtlar sunuyor.
Oksijen, Europa’nın yaşanabilirliğini anlamanın son parçası olabilir
Europa’nın yeraltı okyanusunda yaşam olup olmadığı uzun bir süredir tartışma halinde olan bir konu ve bu tartışma, NASA Europa Clipper’ı oraya gönderene kadar esasen tarafsızlığını korumaya devam ediyor. Europa misyonu titizlikle tasarlanması gerekiyor ki NASA da buna göre tasarımın bir kısmını bilim insanlarının Clipper’ın ele almasını istediği belirli sorulara dayandırıyor. NASA, görevleri büyük soruları göz önünde bulundurarak tasarlıyor; ancak bunlar yalnızca daha küçük, belirli soruları yanıtlayabiliyor. Bu yüzden bilim insanları, Europa’nın farklı yönlerini inceliyor ve görevin cevap araması gereken sorulara ince ayar yapmak için simülasyonlar yaratıyor.
Bu sorulardan birinin kalbinde ise ‘oksijen’ yer alıyor. Buna göre oksijenin, Europa’nın yaşanabilirliğini anlamanın son parçası olabileceği düşünülüyor.
Genel olarak bakıldığında Europa’nın, yaşamın var olması için ihtiyaç duyduğu şeylerin çoğuna sahip olduğuna inanılıyor. Ana bileşeni su olan ve yeraltı okyanusunda bol miktarda su bulunan Eurona’nın, Dünya okyanuslarından bile daha fazla suya sahip olduğu biliniyor.
Bununla birlikte Jüpiter’in bu uydusunun gerekli kimyasal besin maddelerine sahip olması da dikkat çekiyor. Yaşamın var olması için enerjiye ihtiyacı vardır ve Europa’nın enerji kaynağının içini ısıtan ve okyanusun katı halde donmasını engelleyen Jüpiter’den gelen gelgitler olması; çoğu bilim insanı tarafından köklü bir gerçek olarak kabul ediliyor.
Donmuş ayın yüzeyinde ayrıca, yaşanabilirliğin bir başka ilginç işareti olan oksijen bulunuyor. Europa’daki oksijen, güneş ışığı ve Jüpiter’den gelen yüklü parçacıkların uydunun yüzeyine çarpmasıyla üretiliyor.
Peki oksijen nasıl oluyor da kalın buz tabakasından okyanusa ulaşıyor?
Ancak bu noktada karşımıza ufak bir pürüz çıkıyor. Europa’nın kalın buz tabakası, oksijen ve okyanus arasında bir engel oluşturuyor. Europa’nın yüzeyinin donmuş bir şekilde katı olması, burada var olabilecek herhangi bir yaşam formunun uydunun uçsuz bucaksız okyanusunda olmak zorunda olduğu anlamına geliyor. Peki, bu durumda oksijenin yüzeyden okyanusa ulaşması nasıl mümkün olabilir? Yeni bir araştırmaya göre oksijenin, Europa’nın buzlu kabuğundaki tuzlu su havuzları tarafından yüzeyden okyanusa taşınması söz konusu olabilir.
Bu tuzlu havuzlar, okyanustaki konveksiyon akımları nedeniyle bir miktar buzun eridiği kabukta yer alıyor. Bu havuzların üzerinde ise Europa’nın ünlü ve fotojenik kaos arazisi bulunuyor. Europa’nın donmuş yüzeyinin yaklaşık olarak yüzde 25’ini kaplayan kaos arazisinin; sırtların, çatlakların, fayların ve ovaların birbirine karıştığı bir yer olduğu ifade ediliyor. Kaos arazisinin neden var olduğu konusunda şimdilik kesin bir anlayış mevcut olmasa da ardında yatan sebebin muhtemelen düzensiz yeraltı ısınması ve erimesiyle ilgili olabileceği düşünülüyor.
Öte yandan Europa’nın buz tabakasının yaklaşık 15 ila 25 kilometre kalınlığında olduğu tahmin ediliyor. 2011’de yapılan bir araştırmaya göre Europa’daki kaos arazisinin, buzun 3 km altında, geniş sıvı su göllerinin üzerinde bulunabileceği ifade ediliyor. Bu göllerin doğrudan yeraltı okyanusuna bağlı olmadığı; ancak okyanusa akabileceği düşünülüyor. Bahsi geçen yeni araştırmaya göreyse tuzlu göllerin yüzey oksijeni ile karışabileceği ve zamanla daha derin yeraltı okyanuslarında daha büyük miktarlarda oksijen birikebileceği öne sürülüyor.
UT Jackson Yerbilimleri Okulu Jeolojik Bilimler Bölümü’nde profesör olan araştırmanın baş yazarı Marc Hesse, bu konuya dair “Araştırmamız bu süreci mümkün olanın alanına sokuyor” diyor ve “Europa yeraltı okyanusunun yaşanabilirliği ile ilgili olağanüstü sorunlardan biri olarak kabul edilen şeye bir çözüm sunuyor” diye de sözlerine ekliyor.
Europa’nın yüzeyindeki oksijenin yüzde 86’sının okyanusa ulaştığı düşünülüyor
Bununla birlikte araştırmacılar, bu oksijenin buz kabuğundan okyanusa nasıl ulaştığını bir simülasyon ile gösteriyor. Buna göre oksijen yüklü tuzlu su, bir gözeneklilik dalgası içinde yer altı okyanusuna doğru hareket ediyor. Bir gözeneklilik dalgası, hızlı bir şekilde tekrar kapanmadan önce buzdaki gözenekleri bir anlığına genişleterek tuzlu suyu buzun içinden taşıyor ve bu işlem binlerce yıl boyunca devam ederek oksijen açısından zengin tuzlu suyu okyanusa ulaştırıyor.
Öte yandan kaos alanı ve oksijen taşınması arasındaki ilişki tam olarak belli değil; ancak bilim insanları, gelgit ısınmasının neden olduğu konvektif yükselmelerin buzu kısmen erittiğini ve yüzeydeki karmakarışık kaos arazisi olarak tezahür ettiğini düşünüyorlar. Buna göre oksijen açısından zengin tuzlu suyun okyanusa akması için tuzlu suyun altındaki buzun erimiş veya kısmen erimiş olması gerekiyor. Konuyla ilgili olarak araştırmanın yazarları, “Bu tuzlu suların boşalması için alttaki buzun geçirgen olması ve dolayısıyla kısmen erimiş olması gerekir. Önceki çalışmalar, gelgit ısınmasının, Europa’nın buz kabuğunun taşınan kısmındaki yukarı doğru yükselmelerin sıcaklığını saf buzun erime noktasına kadar artırdığını gösteriyor” şeklinde kaydediyor.
Ayrıca, buzla kaplı olduğu düşünüldüğünde Europa’nın yüzeyinin oldukça soğuk olduğu; fakat oksijenin tuzlu sularda taşınamayacağı derecede hızlı donacak kadar soğuk olmadığı ifade ediliyor. Buna göre uydunun kutuplarında, sıcaklığın asla eksi 220 C’nin üzerine çıkmadığı belirtiliyor. Ancak yeni modelin sonuçları, “yüzeyde yeniden dondurmanın tuzlu suyun drenajını durdurmak ve iç okyanusa oksidan iletimini engellemek için fazla yavaş olduğunu” gösteriyor. Yani başka bir deyişle, her ne kadar Europa’nın yüzeyindeki buz katı halde donmuş olsa da, altındaki buz konvektiftir ve bu da donmayı geciktirir. Hatta bazı araştırmalara göre deniz tabanının volkanik olabileceği bile iddia ediliyor.
Çalışmaya göre Europa’nın yüzeyinde alınan oksijenin yaklaşık yüzde 86‘sının okyanusa ulaştığı düşünülüyor. Bu da, model tarafından üretilen en yüksek tahmine göre, Dünya’nınkine çok benzeyen oksijen açısından zengin bir okyanus yaratıyor. Peki, bu durumda buz tabakasının altında bir şey yaşaması mümkün olabilir mi? NASA’nın Jet Propulsion Laboratory’de (JPL) bir araştırma bilimcisi ve Planetary Interiors ve Geophysics Group’un süpervizörü olan ortak yazar Steven Vance, bu konuyla ilişkili olarak “Buzun hemen altında yaşayan bir tür aerobik organizmayı düşünmek cazip” şeklinde kaydediyor.
Clipper misyonundan elde edilen verilere en erken 2034 yılında ulaşabileceğiz
Europa’nın yaşam potansiyeli ve yaklaşmakta olan Europa Clipper misyonu ile yakından ilgilenen bilim insanlarından birisi olan Kevin Hand ise Hesse ve araştırmacı arkadaşlarının donmuş ayın okyanuslarındaki oksijen sorununu çözdüğü konusunda oldukça umutlu olduğunu ifade ediyor. “Europa’nın yüzeyinde oksijen gibi yararlı bileşikler olduğunu biliyoruz, ancak bunlar onu yaşamın onları kullanabileceği aşağıdaki okyanusa mı indiriyor?” şeklinde bir soru yönelten Hand, bu soruyu “Hesse ve işbirlikçilerinin çalışmasında, cevap evet gibi görünüyor.” diyerek cevaplıyor.
Peki, Clipper misyonu bu bulguları doğrulayabilecek hangi sorulara cevap arayabilir? Bu noktada Clipper’ın tasarımı şu üç büyük konuya odaklanıyor:
- Yaşamı sürdürmek için gerekli bileşenlere sahip olup olmadığını belirlemek için okyanusun bileşimini araştırmak
- Kaos alanı da dahil olmak üzere yüzeyin nasıl oluştuğunu anlamak için uydunun jeolojisini araştırmak
- Buz kabuğunun kalınlığını ve içinde ve altında sıvı su olup olmadığını belirlemek ve ayrıca okyanusun yüzeyle nasıl etkileşime girdiğini belirlemek: Okyanustaki herhangi bir şey kabuğun içinden yukarı doğru yükseliyor mu? Yüzeyden herhangi bir malzeme okyanusa iniyor mu?
Tabii bu soruların cevaplarını öğrenmek için bir süre daha beklememiz gerekiyor. Europa Clipper’ın Ekim 2024‘te fırlatılması planlanıyor; ancak Jüpiter sistemine ulaşması için 5.5 yıl daha beklememiz gerekecek. Misyon uydunun yüzeyine indikten sonra başlayacak olan bilimsel araştırma evresinin ise 4 yıl kadar sürmesi bekleniyor. Bütün bunlarla birlikte, yukarıda belirtilen sorulara cevap almamız en erken 2034’de mümkün olacak gibi duruyor.