Bởi vì mặt trăng này của sao Mộc có một đại dương ngầm bên dưới lớp vỏ băng dày bao phủ, Europa từ lâu đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Người ta biết rằng các chùm nước phun ra từ các vết nứt trên vỏ băng, giải phóng các phần đại dương của Europa vào không gian.
Phát hiện chất lạ trên Europa
Theo các nhà khoa học, các thế giới đại dương như Europa là lựa chọn tốt nhất để tìm kiếm bằng chứng về sự sống bên ngoài Trái đất.
Dấu hiệu hóa học của các vệt đỏ bề mặt Europa, được cho là hỗn hợp nước và muối đông lạnh, có vẻ bất thường vì nó không khớp với bất kỳ chất nào đã biết trên Trái đất.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng natri clorua, còn được gọi là muối ăn, là nguyên nhân gây ra những phần màu vàng trên bề mặt Europa vào năm 2019.
Các nhà khoa học đã làm việc để tái tạo các điều kiện của mặt trăng trong phòng thí nghiệm để hiểu rõ hơn về Europa. Tàu JUICE của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (viết tắt của Jupiter Icy Moons Explorer) và tàu Europa Clipper của NASA sẽ đổ bộ lên Europa trong vài năm tới.
Theo nhóm nghiên cứu, một loại tinh thể rắn mới đã được tạo ra bằng cách kết hợp nước, muối ăn, nhiệt độ lạnh và áp suất cao. Chất này có thể được tìm thấy trên bề mặt Europa và dưới đáy đại dương ngầm của mặt trăng này.
Tác giả chính của nghiên cứu, Baptiste Journaux, người có nhiều kinh nghiệm về khoa học trái đất và vũ trụ tại Đại học Washington, cho biết: "Ngày nay rất hiếm khi có những khám phá cơ bản trong khoa học. Trên thực tế, muối và nước rất phổ biến (trong) điều kiện Trái đất. Tuy nhiên, chúng ta cũng hoàn toàn mù tịt.
Và bây giờ, những vật thể ngoài hành tinh này có thể có các hợp chất rất quen thuộc với chúng ta, nhưng ở những điều kiện rất kỳ lạ. Chúng ta phải xem xét lại tất cả các nguyên tắc cơ bản của khoáng vật học mà người ta đã làm vào những năm 1800, nhưng ở áp suất cao và nhiệt độ thấp. Đó là một điều thú vị.
Ở nhiệt độ lạnh, nước và muối tạo ra hydrat, một dạng tinh thể băng cứng được tạo ra bởi các liên kết hydro.
Hợp chất kỳ lạ với hai phân tử muối
Trước nghiên cứu này, giới khoa học đã khẳng định rằng chỉ có một hydrat đối với natri clorua, được tạo ra bởi hai phân tử nước và một phân tử muối.
Sau thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hai loại hydrat mới: một loại có hai phân tử muối được ngậm bởi 17 phân tử nước và một loại có một phân tử muối ngậm bởi 13 phân tử nước. Journaux lưu ý rằng "Nó có cấu trúc mà các nhà khoa học đang háo hức ngóng chờ."
Trong kỷ yếu của Viện Hàn lâm khoa học quốc gia Mỹ vào ngày 20.2, một nghiên cứu kỹ lưỡng về những phát hiện đã được công bố. Theo nghiên cứu đó, các hydrat có thể giải thích tại sao dấu hiệu hóa học từ các đại dương trên mặt trăng của sao Mộc có thể tồn tại ở dạng lỏng như vậy bất chấp điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Các nhà nghiên cứu bắt đầu thí nghiệm của họ bằng cách nén một lượng nhỏ nước mặn vào giữa hai viên kim cương có kích thước bằng một hạt cát. Nước được ép với áp suất cao hơn 25.000 lần so với áp suất khí quyển thông thường. Nhóm nghiên cứu đã có thể quan sát quá trình này qua kính hiển vi.
Journaux giải thích rằng vì muối đóng vai trò là chất chống đông nên chúng tôi đang cố gắng định lượng xem việc thêm muối sẽ thay đổi lượng đá mà chúng tôi quan sát như thế nào. Thật ngạc nhiên, những gì chúng tôi phát hiện ra khi tạo áp lực là những tinh thể bắt đầu hình thành. Đó là một khám phá tình cờ mà chúng tôi không hề lường trước.
Môi trường đông lạnh, áp suất cao
Các đại dương trên mặt trăng của sao Mộc có thể trải qua điều kiện tương tự với nhiệt độ băng giá và áp suất cao.
Bề mặt của Europa được cho là có độ dày từ 16 đến 24 km, được tạo thành từ lớp vỏ băng. Có thể đạt tới 160 km bên dưới bề mặt đại dương ở điểm sâu nhất của đại dương này.
Theo Journaux, "Áp suất chỉ khiến các phân tử xích lại gần nhau hơn, làm thay đổi tương tác của chúng, đó là động cơ chính của sự đa dạng trong cấu trúc tinh thể mà chúng ta tìm thấy."
Một trong hai loại hydrat vẫn ổn định ngay cả sau khi áp suất được giải phóng. Từ đó, Journaux đưa ra kết luận: "Chúng tôi xác định rằng nó vẫn ổn định ở áp suất tiêu chuẩn mặc dù nhiệt độ lên tới khoảng âm 50 độ C. Do đó, nếu bạn có một hồ nước rất mặn, như ở Nam Cực, thì chúng ta có thể thấy sự tồn tại của loại hydrat mới được phát hiện này."
Các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về dữ liệu được thu thập bởi các tàu như JUICE và Europa Clipper trong tương lai nếu họ hiểu được thành phần hóa học hiện diện trên các thế giới đại dương như Europa.
Theo Journaux, "Đây là thiên thể duy nhất (trong hệ Mặt trời) ngoài Trái đất, nơi nước ở thể lỏng ổn định theo thang thời gian địa chất. Điều này rất quan trọng đối với sự xuất hiện và phát triển của sự sống.
"Theo tôi, đây là nơi tốt nhất trong hệ Mặt trời của chúng ta để tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất. Để hiểu rõ hơn về cách chúng hình thành, tiến hóa và có thể giữ nước lỏng ở những vùng lạnh giá của hệ Mặt trời, cách xa Mặt trời (khoảng 750 triệu cây số - gấp 5 lần từ Mặt trời đến Trái đất), chúng ta cần nghiên cứu các đại dương và phần bên trong kỳ lạ của chúng.
Ít hơn Mặt trăng một chút, Europa có đường kính 3.100 km. Trong hệ Mặt trời, Europa là vệ tinh lớn thứ sáu và là vệ tinh nhỏ nhất trong nhóm Galileo, sau 3 vệ tinh lớn hơn của Sao Mộc, Titan của Sao Thổ và Mặt trăng của Trái đất. Mặc dù vậy, Europa vẫn có khối lượng lớn hơn tổng số các vệ tinh nhỏ hơn trong hệ Mặt trời cộng lại. Cấu tạo của Europa chủ yếu được làm bằng đá silicat và nó có thể có lõi bằng sắt. Bề mặt của Europa được bao phủ bởi những kiến tạo địa chất gần đây, có nhiều vết nứt và vỉa đá.
Hố thiên thạch rất ít ở Europa. Các nhà khoa học nghĩ rằng có một lớp nước bên dưới bề mặt mềm và bề mặt trẻ của Europa. Ngoài ra, rất có thể đại dương ngầm này đang chứa sự sống ngoài Trái đất mà chúng ta đang tìm kiếm. Để giữ cho đại dương này luôn đủ ấm để không bị đóng băng và duy trì hoạt động địa chất ở lớp vỏ ngoài của nó, nhiệt năng được tạo ra do ma sát giữa các lớp vật chất của Europa dưới tác động của sao Mộc.
Chỉ những tàu vũ trụ bay ngang qua bề mặt vệ tinh này mới có thể tiếp cận được Europa. Tuy nhiên, Europa là một trong những thiên thể có khả năng tồn tại sự sống cao nhất trong hệ Mặt trời do những đặc điểm rất đáng chú ý của nó. Rất nhiều dự án tham vọng coi Europa là địa điểm cho nghiên cứu vũ trụ của con người.
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống