Odottaka – siellähän on valtameri?
Kuvitellaanpa hetki. Saturnuksella on pieni kuu nimeltä Enceladus – suunnilleen Arizonan levyinen – ja sen pinta näyttää jättiläismäiseltä jäähallilta. Mutta tässä on se, mikä saa tutkijat menettämään yöunensa tämän pienen kuun vuoksi: kaiken tuon jään alla? Maailmanlaajuinen valtameri. Ja se sinkoaa avaruuteen aineksia.
Etelänavan lähelle jääkuoress on halkeamia, jotka toimivat kuin geyserit, suihkuttaen vesihöyryä ja jäähiukkasia avaruuteen. Nämä hiukkaset muodostavat lopulta Saturnuksen E-renkaan. Se on rehellisesti sanottuna yksi aurinkokuntamme surrealistisimmista ilmiöistä – kuu, joka on pohjimmiltaan lumikylpy, jatkuvasti purkautuva.
Tutkijat ovat vuosien ajan tutkineet näitä pieniä jäähiukkasia ymmärtääkseen, mitä tuossa kätketyssä valtameressä on. Tiedäthän, ilman että tarvitsee porata 20–30 kilometrin paksuisen jään läpi. Cassini-avaruusluotain teki puolestaan raskaan työn puolestamme vuosina 2004–2017 kerätessään hiukkasia kosmisen pölyn analyysilaitteellaan.
Jokin ei täsmännyt
Tässä kohtaa asiat menivät outiksi. Kun tutkijat analysoivat 961 eri suoloja sisältävää jäähiukkasta, he odottivat löytävänsä suunnilleen samanlaisia kemiallisia koostumuksia. Loppujen lopuksi nämä hiukkaset tulivat kaikki samasta valtamerestä, eikö vain?
Väärin.
Osa hiukkasista oli täynnä natriumkloridia (pöytäsuvaa, käytännössä). Toisissa oli runsaasti karbonaatteja tai fosfaatteja tai kaliumkloridia. Se itsessään ei ole yllättävää – valtameret sisältävät eri mineraaleja. Todella outoa oli se, että kloridi ja karbonaatti lähes koskaan esiintyivät samassa hiukkasessa.
Jos kaikki olisi sekoittunut tasaisesti ennen jäätymistä, odottaisi näkevänsä ne joskus yhdessä. Mutta ei niin. Jokin muu oli meneillään.
Jääpuikkovaikutus
Tässä kohtaa homma menee todella mielenkiintoiseksi (sanaleikki täysin tarkoitettu).
Tokion Maan-elämän tiedeinstituutin tutkijoita sisältänyt ryhmä päätti laboratoriossa jäljitellä Enceladuksen valtameren pisaroita. He loivat pieniä pisaroita – noin 200 mikrometrin läpimittaisia – jotka sisalsivät valtaosaa niistä suolista, joiden uskotaan olevan valtameressä. Sitten he jäähdyttivät ne eri olosuhteissa ja tarkkailivat, mitä tapahtui.
Tulokset olivat silmiä avaavia.
Kun pisarat jäätyivät hitaasti (noin 10 kelviniä minuutissa tai vähemmän), eri suolat erkanivat toisistaan jäähtymisprosessin aikana. Ne muodostivat erillisiä alueita, vähän kuten hitaasti jäätyneen vesikuution eri kerrokset.
Mutta kun samat pisarat jäätyivät nopeasti? Suolat pysyivät tasaisesti sekoittuneina.
”Meidät yllätti se, että Cassinin havaitsema monimuotoisuus voi syntyä pisaroista, jotka ovat peräisin pohjimmiltaan samasta valtamerivedestä,” selitti professori Yasuhito Sekine. Näkemämme monimuotoisuus pienissä jäähiukkasissa ei tarkoita, että valtameri itsessään olisi kemiallisesti kaoottinen. Se tarkoittaa vain, että pisaroilla on monimutkaisempi matka kuin kukaan oli aavistanut.
Pitkä ja hidas matka pinnalle
Tässä on, mitä tutkijoiden mukaan Enceladuksen sisällä tapahtuu:
Valtamerives