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

Parapsychologové v Československu proutky hledali uran a rukama rakovinu

V komunistickém Československu v 80. let minulého století fungovaly dvě laboratoře na výzkum parapsychologie, které byly placené z veřejného rozpočtu. Jednu z nich vedl Zdeněk Rejdák, druhou František Kahuda. Každý z nich měl k dispozici desítky externích spolupracovníků, léčitelů, lékařů nebo důlních expertů. Ti například pomocí proutků zkoumali, jaké typy rud se nachází v konkrétním dole, nebo se v nemocnicích snažili pomocí rukou diagnostikovat vážné nemoci, jako byla třeba rakovina, kterou pak léčili pomocí přírodních preparátů. Popsal to ve svém výzkumu Pavel Horák z Etnologického ústavu Akademie věd.
před 7 hhodinami

Lídři v oblasti AI čekají na „AIpokalypsu“. Obávají se hněvu veřejnosti

Ředitelé společností Anthropic, OpenAI a dalších firem zabývajících se umělou inteligencí (AI) v soukromí zvažují možné scénáře veřejné a politické vzpoury, k níž by mohlo dojít po katastrofické události spojené s AI – taková událost se někdy označuje jako AIpokalypsa. Očekávají rozsáhlou událost, pravděpodobně kybernetický útok znemožňující přístup k finančním službám, k připojení k internetu, nebo dokonce k dodávkám elektřiny a vody, napsal web Axios.
před 10 hhodinami

Bilance: Zemědělská půda kvůli degradaci nezachytává vodu, prohlubuje tak sucho

Česká zemědělská půda dokáže průměrně zadržet pouhých 60 procent vody, kterou by zachytávala, kdyby byla zcela zdravá. Potýká se s dopady dlouhodobého průmyslového hospodaření, úbytkem organické hmoty a narušením své přirozené struktury. Data vychází z údajů Výzkumného ústavu monitoringu a ochrany půdy a expertů, které oslovil reportážní pořad ČT Bilance. Zlepšit kvalitu půdy i retenční potenciál může takzvané regenerativní hospodaření, které ale zatím vláda nepodporuje.
před 12 hhodinami

Kulturou proti depresi. Ústav duševního zdraví plánuje Umění na předpis

Národní ústav duševního zdraví (NUDZ) zakládá platformu, která má prostřednictvím kultury pomáhat s prevencí deprese a úzkosti. Po počátečním mapování by měla vzniknout síť propojující už existující kulturní instituce jako galerie, muzea či knihovny, kde lidé mohou například společně tvořit, tančit, zpívat a podobně. Cílem je aktivní zapojení lidí, nikoliv pouze „expozice“ kultuře. V další fázi má nová Národní platforma prevence kulturou propojit kulturní sítě se zdravotními, sociálními a školskými službami.
před 13 hhodinami

Před sto lety vstoupili do československé vlády Němci. Historik: Pozitivní dopady cítíme dodnes

Doba první republiky se mnohdy považuje za čas soupeření mezi Čechy a Němci. Po většinu její existence se ale německá menšina aktivně podílela na vládnutí. Klíčovým dnem se stal 13. říjen 1926, kdy byla jmenována československá vláda, v níž byli i dva němečtí ministři. Jak se to stalo, vysvětluje historik Jaroslav Šebek.
před 14 hhodinami

Plodiny za půl století ztratily půlku nutriční hodnoty, varuje zpráva

Moderní zemědělství dokáže sice vyprodukovat obrovské množství potravin, ale jejich kvalita už není, co bývala. Potvrzují to tvrdá data, která shromáždili autoři zprávy, již vydal think tank Deep Science Ventures. Podle dokumentu mají základní plodiny jako pšenice, jablka a mrkve v současné době asi o polovinu nižší nutriční hodnotu než mívaly v 60. letech minulého století. Příčinou je hlavně dramatický pokles v kvalitě půdy – rostliny z ní už nejsou schopné získávat tolik zdrojů jako v minulosti.
před 15 hhodinami

Nobelovu cenu za ekonomii získali Robert E. Hall a Michael Woodford

Královská švédská akademie věd v pondělí oznámila nové nositele Nobelovy ceny za ekonomii. Stali se jimi Robert E. Hall a Michael Woodford. Ocenění získali za „mikroekonomické základy makroekonomické stabilizace“, oznámila akademie. Skončilo tak vyhlašování letošních laureátů tohoto prestižního ocenění po týdnu, kdy byli postupně zveřejňováni držitelé Nobelovy ceny za lékařství, fyziku, chemii, literaturu a mír.
včeraAktualizovánovčera v 15:46‌‌

Pokroky v AI přivádějí matematiky do „existenční krize“

V posledních měsících dosáhly nekomerční modely umělé inteligence (AI) významného pokroku v matematice a jejich tvůrci tvrdí, že vyřešily stovky dosud nevyřešených problémů. To vyvolalo řadu otázek v celosvětové vědecké komunitě.
včera v 14:42‌‌

Evropský pohled

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