Voda na měsících Jupiteru a Saturnu mrzne do podoby štrůdlu, popsali čeští vědci

Nahrávám video
Zdroj: Planetary Science Letters/Patočka et. al.

Dvojice českých geofyziků ve spolupráci se zahraničními vědci provedla originální experiment. Pokusila se v něm vytvořit podmínky, které panují na měsících Europa a Enceladus. A zjistit tak, jak vypadá ledová krusta, která pokrývá oceány v místech, kde by mohl být život a jež chce lidstvo zkoumat. Závěry pokusu jsou varováním pro mise, které by na měsících Jupiteru a Saturnu měly v budoucnu přistát.

Měsíce Europa obíhající Jupiter a Enceladus kroužící kolem Saturnu jsou pro astronomy a další vědce jedny z nejlákavějších soust, která chtějí svými přístroji ochutnat. Pod jejich zamrzlými oceány jsou totiž pod povrchem zřejmě další moře, která by mohla ukrývat život. Ledové měsíce mají tyto ledové slupky až několik kilometrů silné a dostat se ke kapalné vodě je obecně velmi těžké. Na některých místech, hlavně tam, kde jsou sopky, by se ale kapalná voda mohla dostávat blíž k povrchu a skrývat se pod relativně tenkou bublinou ledu.

K Europě už jedna mise míří, velké kosmické agentury jich ale plánují mnohem víc – v ideálním případě by tam měly v budoucnu přistát sondy, které nahlédnou pod led, loknou si do svých citlivých senzorů tamní vodu a paprsky svých přístrojů osahají mořské dno.

České varování

Nový výzkum, na kterém pracovali čeští vědci Petr Brož z Akademie věd a Vojtěch Patočka z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, ale varuje, že tyto mise by mohly ztroskotat. Led má totiž podle jejich studie strukturu podobnou štrůdlu, složenou z mnoha tenkých vrstviček, což by znamenalo riziko, že jimi sonda propadne.

„Opravdu ta struktura připomíná listové těsto v křupavém štrůdlu,“ uvedl pro ČT24 Patočka. „Může to připomínat i croissant nebo řecké listové těsto filo – právě to nás napadlo při pohledu na tento led jako první,“ doplňuje.

Ano, vědci tento „mimozemský“ led opravdu viděli. Své závěry neodhadují na základě teorií, ale provedli experiment. Využili zařízení, které se jmenuje vakuová komora. Umístili do ní akvárium s vodou a uvnitř komory snížili teplotu a tlak. Vytvořili tak podmínky podobné těm na zamrzlých měsících a sledovali, co se bude dít. A dělo se – voda v akváriu zamrzla do výše popsaných struktur připomínajících zákusek.

„Bez dostatečného tlaku, který by udržel vodu v kapalném stavu, začala nejprve vřít. Poté se začaly tvořit vrstvy ledové kůry, zatímco pára jimi proudila jako pára těstem na pečivo, deformovala kůru a rychle ji vytlačovala nahoru. Vrstva po vrstvě se hromadila a vytvářela křehkou strukturu připomínající vosí hnízdo z papíru, až váha nadložního ledu nakonec potlačila var. Od té chvíle voda zamrzala normálně,“ popisuje Patočka.

Tyto desky měly tloušťku kolem dvou milimetrů a celá struktura měla až dvacet centimetrů. Zatímco tlak a teplotu vědci v laboratoři napodobit mohou, u gravitace to neumí. Když ale geofyzici přepočítali údaje na gravitaci na měsících Jupiteru a Saturnu, dospěli k názoru, že na Europě by tato křehká vrstvená struktura ledu mohla mít mocnost asi dva metry, na Enceladu ale možná dokonce přes dvacet. U prvního zmíněného tělesa by to přistání komplikovalo, u druhého prakticky vylučovalo.

Je-li povrch opravdu tvořený tímto materiálem, byla by to pro budoucí mise velká komplikace. „Nejsem na to odborník, ale na Europě by to asi překonat šlo pomocí nějakých speciálních nožiček, které by se do ledu zazrazily,“ přemítá Patočka s tím, že u dvacetimetrové vrstvy u Enceladu by to bylo řádově obtížnější. Určitě by to ale znamenalo, že se musí přehodnotit přistávací mechanismy, na nimiž se v současnosti uvažuje.

Podle Patočky byl experiment zajímavý hlavně tím, že využil obrovskou vakuovou komoru, ve které bylo velké množství vody. „Až doposud se využívaly mnohem menší komory, a hlavně se v nich pracovalo s výrazně menším množstvím vody – a pak se led choval odlišně,“ vysvětluje. Teprve větší kvantita kapaliny vytvořila realističtější podmínky, v nichž se voda chovala přirozeně.

Na co se těší geofyzik

Na oba autory experimentu teď čekají čtyři roky naděje a obav. Právě za tuto dobu by totiž měla k měsíci Europa dorazit mise Europa Clipper. Ta sice nemá na Jupiterově satelitu přistát (byť i to bylo nějakou dobu v plánu), ale je podle Patočky vybavená radarem, který by mohl při troše štěstí štrůdlovité struktury odhalit. „Samozřejmě, pokud tam existují. Ale už teď se těšíme, až se to dozvíme,“ dodává.

Patočka zdůrazňuje, že tento výzkum je ještě zajímavější, než se může zdát. Podmínky, za nichž vzniká štrůdlovitý led, se totiž na měsících vyskytují hlavně na několika místech. A to tam, kde sopky chrlí vodu z podpovrchových oceánů na povrch. Což jsou přesně ta místa, která vědce zajímají nejvíc – protože právě tam je nejvyšší pravděpodobnost pro existenci života.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Polovina stanic překonala či dorovnala absolutní teplotní rekord. Nejvíce naměřili v Plzni

Meteorologové očekávali, že úterý bude na velké části Česka jedním z nejteplejších dnů letošního léta, což se vyplnilo. Moravský absolutní rekord padl ve Strážnici už před druhou hodinou odpoledne. Polovina stanic fungujících alespoň třicet let v úterý překonala či dorovnala absolutní teplotní rekord. Vůbec nejtepleji bylo v Plzni-Bolevci, kde bylo naměřeno 41,5 stupně Celsia. Na dvanácti místech teploty přesáhly čtyřicetistupňovou hranici.
10:15Aktualizovánopřed 3 hhodinami

Kolektivní inteligence mravenců roste s počtem

Mravenci patří mezi nejstudovanější hmyz – přitahují pozornost svou pracovitostí, organizovaností, ale také společenstvy, která svou složitostí připomínají lidské civilizace. V poslední době jejich jednoduché, ale velmi účinné chování inspiruje i vývoj umělých inteligencí (AI), konkrétně agentů, kteří umí spolupracovat. Vědci se teď podívali na to, jak složité problémy umí mravenci vyřešit, když je to nutné. Ukázalo se, že víc hlav víc ví.
před 9 hhodinami

Změna klimatu ohrožuje pěstování rýže, hlavně v Indii

Hladem trpí nejméně lidí v dějinách. Loni to bylo 7,8 procenta populace, už tři roky tento podíl klesá. Jenže se to může brzy otočit. Viníkem jsou vyšší teploty a hlavně teplotní extrémy, které špatně snáší nejvyužívanější plodina světa – rýže.
před 17 hhodinami

Opět padaly rekordy. Morava a Slezsko hlásí nejteplejší den v dějinách měření

Vlna veder v pondělí po víkendové přestávce pokračovala. Zejména na jihovýchodě Česka překonávaly teploty rekordy pro tento den. Vůbec nejvyšší hodnoty meteorologové naměřili ve Strážnici na Hodonínsku. Rekordy ale padaly i na jihu Čech. V úterý by podle předpovědi mělo být ještě tepleji, na Moravě pravděpodobně poprvé v historii měření teplota dosáhne 40 stupňů Celsia.
včeraAktualizovánovčera v 22:04

Zesílené El Niňo zvyšuje riziko extrémního počasí, varuje OSN

Zesilující klimatický jev El Niňo, který by podle vědců mohl letos nebo příští rok dosáhnout rekordní intenzity, zvyšuje riziko dalších extrémních projevů počasí a „přilévá olej do ohně na planetě, která už hoří“, varoval generální tajemník Organizace spojených národů (OSN) António Guterres. Svět se podle něj kvůli kombinaci přirozeného jevu a pokračujících změn klimatu v důsledku lidské činnosti dostává do „neprobádaného území“. Informovaly o tom agentury AFP a AP.
včera v 16:30

Satelitní data ukazují strádající evropské řeky

Nízký stav vody v Dunaji vedl k zastavení provozu většiny reaktorů v maďarské jaderné elektrárně Paks. Podobné problémy měly i zařízení ve Francii. Na Rýně v Německu zase sucho omezuje provoz lodí, které převážejí klíčové suroviny pro tamní průmysl. Vyschlé břehy ale odhaluje celá řada menších i větších evropských toků. Podívejte se na mapu, která stav říčního sucha na celém kontinentu přehledně ukazuje.
včera v 14:40

Lovci mamutů si vybírali. Upřednostňovali samice

V době ledové byli mamuti z mnoha důvodů oblíbenou kořistí lovců v Eurasii a Severní Americe. Jediné zvíře poskytlo celé tlupě spoustu masa a tuku, jeho kůže se dala použít na oblečení, z kostí a klů se daly vyřezat nástroje, zbraně i sošky. A největší kosti bylo možné použít jako stavební materiál na přístřešky a další stavby.
včera v 14:30

Zborcená Eiffelovka, jaderná sila. Google stáhl kontroverzní nástroj

Společnost Google nasadila a pak rychle zrušila novou funkci, která umožňovala upravovat satelitní snímky. Po stížnostech expertů přiznala, že možností zneužití bylo příliš.
včera v 12:17

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.