Tra tutti i satelliti di Giove, Europa è di particolare interesse a causa della forte evidenza che i nutrienti, l’acqua e l’energia forniscano potenzialmente un ambiente abitabile per qualche forma di vita oltre la Terra. Leggermente più piccola della luna terrestre, si pensa che sia composta da quattro strati: un guscio di ghiaccio, un oceano di acqua salata, un mantello roccioso e un nucleo metallico.

Come sul nostro pianeta, l’oceano di Europa tocca il fondale roccioso, cosa che può consentire una chimica favorevole alla vita. Sulla base dei dati della missione Galileo della NASA, molti sostenevano che l’interno del satellite galileiano, come la Terra, è differenziato in un nucleo metallico e un mantello composto da silicati. Alcuni studi presumevano anche che Europa si differenziasse mentre (o subito dopo) si accresceva, sempre come la Terra.

Tuttavia, probabilmente la luna si è formata a temperature molto più fredde. Di recente gli scienziati dell’Arizona State University Kevin Trinh, Carver Bierson e Joe O’Rourke della School of Earth and Space Exploration hanno studiato le conseguenze della formazione con basse temperature iniziali, utilizzando modelli numerici per descrivere l’evoluzione termica dell’interno. Hanno scoperto che la disidratazione dei silicati può produrre l’oceano attuale e il guscio ghiacciato di Europa. Il nucleo metallico invece, se esiste, potrebbe essersi formato miliardi di anni dopo l’accrescimento.

L’origine dell’oceano sotterraneo di Europa

Si ritiene che l’oceano sotterraneo di Europa sia formato da acqua liquida, ma nascosto sotto uno spesso strato di ghiaccio. La sua esistenza è stata dedotta inizialmente da immagini e dati raccolti dalla sonda Galileo. Queste osservazioni indicavano che la superficie di Europa presenta una serie di creste, solchi e altre caratteristiche che sembrano essere causate da forze di tensione generata dallo spessore variabile del ghiaccio sopra l’oceano.

Trinh e il suo team mostrano che se Europa si fosse effettivamente formata da rocce idratate, cioè rocce che hanno idrogeno e ossigeno, allora una parte sufficiente dell’interno di Europa si sarebbe surriscaldata abbastanza da rilasciare acqua direttamente dalle rocce idratate, per formare l’oceano e il guscio di ghiaccio.

Questo processo, detto disidratazione dei silicati, se è avvenuto precocemente, sarebbe stato responsabile della composizione iniziale dell’oceano. La successiva composizione si sarebbe quindi evoluta sulla base dei flussi chimici attraverso le interfacce oceano-ghiaccio e roccia-oceano, quest’ultima improbabile per la maggior parte dei modelli utilizzati.

La formazione (molto tardiva) del nucleo metallico

Questa ricerca è molto interessante, perché descrive Europa come un mondo il cui interno si è evoluto molto lentamente nel corso della sua intera vita. Infatti, molti scienziati hanno ipotizzato che Europa si sia formata con un nucleo metallico durante o subito dopo l’accrescimento. Questo studio tuttavia contraddice tale previsione, sostenendo invece che la luna potrebbe non aver iniziato a formare il suo nucleo metallico fino a miliardi di anni dopo l’accrescimento (sempre che un’accrescimento sia avvenuto).

Ci sono almeno due motivi per cui la formazione del nucleo metallico di Europa è importante:

1. Estrae metallo, zolfo e altri elementi che formano il nucleo, che sarebbero altrimenti suscettibili di alterazioni da parte dell’acqua dell’oceano.
2. Introduce una fonte di calore tardiva, che è però rapida su scale temporali geologiche.

Il team stima che la formazione del nucleo sia autosufficiente e possa rilasciare abbastanza calore per disidratare i silicati. Ciò implica che all’interno di Europa potrebbe esserci un’attività idrotermale limitata e vulcanismo sul fondo marino. Tuttavia, queste ipotesi richiedono più dati per essere confermati.

A fine 2024, la NASA prevede di lanciare la missione Europa Clipper, che dovrebbe arrivare su Europa nella primavera 2030. Con il recente lavoro di Trinh, Bierson e O’Rourke, gli scienziati saranno meglio attrezzati per interpretare i dati in arrivo da Europa Clipper, il cui obiettivo principale è valutare se la gelida luna può potenzialmente ospitare la vita.

I risultati dello studio, recentemente pubblicati su Science Advances, sono reperibili qui.