חיים על ירח אירופה, ירחו של צדק – כמה אפשרויות

מאת חיים מזר

ירח אירופה

פורסם  בכתב העת  "אסטרונומיה"  של האגודה הישראלית לאסטרונומיה    1/1998

התצלומים שהחללית "גלילאו" שידרה ארצה מהירח אירופה, ירחו של צדק, מעלים אפשרות בדבר קיומו של אוקיינוס מים ענקי מתחת לקרום הקרח שעל פני השטח. אחת המסקנות החשובות מצילומים אלה היא שהקרח צף על פני שכבת מים נוזלים. מכלל המידע והמדידות שהצטברו עד כה על ירח זה, נראה שעובי שכבת המים הוא 100 ק"מ. יש בכך משום פוטנציאל רב לבחון סבירות קיומם של חיים. קו המחשבה הוא שייתכן קיום של מיקרואורגניזמים באוקיינוס המים, ונעשו גם ניסיונות לבחון את התנאים ההכרחיים לקיומן של צורות חיים כאלו (1).

Was Arthur C Clarke right? Scientists think that Europa is rock overlain by water, covered by an ice crust — geothermal energy beneath the ocean may support life
בניסיון ללכת צעד נוסף קדימה, אין שום סיבה שלא לבחון גם אפשרות קיומם של חיים מפותחים יותר. כדי לבחון אפשרות זו יש לראות את התנאים הייחודיים לאירופה תוך השוואה לאלה של כדור הארץ. כיום אין שום אפשרות מעשית לבחון מקרוב צורות חיים כאלה – איך הן נראות, איך בנויה הפיזיולוגיה שלהן, ומהם דפוסי ההתנהגות שלהן. עם זאת, די בהשוואה כזו כדי לאפשר בניית בסיס למודל עתידי, שיהיה משום כלי מתודי לבחינתן של צורות חיים כאלה משעה שתנחתנה על פניו של אירופה חלליות.

ראשית, אבחן את השונות הגיאולוגית בין כדור הארץ לבין אירופה. על אירופה מאגר המים הוא מאגר כלוא. הוא נמצא בין קליפת הקרח לבין המעטפת הסלעית, בעוד על כדור הארץ האוקיינוסים הם מאגרים פתוחים. העומק הממוצע של אוקיינוס כדור הארץ הוא 5-4 ק"מ, כאשר המקום העמוק ביותר נמצא באוקיינוס השקט ועומקו כ-11 ק"מ. מהמידע ששודר ארצה עולה שחלק מאוקיינוס המים של אירופה נמצא מתחת לגושי קרח הצפים עליו וחלק מתחת לקרום הסלעי. הדבר הקרוב ביותר לכך על כדור הארץ הם אקוויפרים של מי תהום. על פני כדור הארץ הלחץ האטמוספרי עולה בשיעור של 1 אטמוספרה כל 10 מטר. אם מה שיש באירופה דומה, הרי שהלחץ האטמוספרי בקרקעית אוקיינוס בעומק 100 קילומטר יכול להגיע ל- 10,000 אטמוספרות. לכך יש בוודאי משמעויות באשר לגבול קיום החיים, ואדון בכך בהמשך.
ריכוז המלחים הממוצע במי האוקיינוסים הוא 3.5%. המליחות היא פונקציה של זרמי המים, הרוחות, הסעת מים מתוקים על ידי נהרות לימים, הסעת סחופת של נהרות, וקצב האידוי. זרימת הנהרות מהיבשה לים מסיעה גם מינרלים שונים כמו זרחן וחנקן. מכיון שעל אירופה המים הם מתחת לגושי הקרח ומתחת לקרום אולי אפילו בתוכו, אין נהרות. האפשרות היחידה לאספקת מלחים לאוקיינוסים אלה היא עמוק בתוך החלקים הפנימיים שלו כמו מהמעטפת (2). בשל המרחק מהשמש כמות האור המגיעה היא מועטה מאוד, כנראה משהו דומה לאור יום שלפני שקיעה. יכול להיות שמעט אור מגיע לשכבת המים העליונה של אוקיינוס המים באותם מקומות שבהם הקרח נסדק. אם חל  תהליך של  היסדקות ושל התחברות גושי קרח לסירוגין, אזי אותה שכבת מים זוכה בצורה אקראית למעט אור, ולא  יותר מזאת.

outer space stars planets moon rocks nebulae jupiter science fiction europa space art moons 1600x Wallpaper

התנאים שתיארתי מאפשרים לבחון אפיונים בסיסיים פוטנציאליים לחיים על אירופה. המסקנה הראשונה המתבקשת היא שעל אירופה צורת החיים האפשרית היא ימית במהותה. כמו על כדור הארץ, כך גם על אירופה, ישנה קרקע שעליה יתקיימו חלק מהחיים, אלא שכאן הקרקע ההיא תחתית קליפת הקרח, בניגוד לכדור הארץ שבו החיים הם מעל הקליפה – הקרקע שעליה אנו הולכים – בין שמדובר בחיים יבשתיים ובין שמדובר בחיים ימיים. התוצאה המתבקשת היא מוזרה למדי. אותם בעלי חיים המעבירים את חייהם על הקרקע הולכים הפוך, עם הרגליים למעלה והראש כלפי מטה. כדי שלא יפלו הם חייבים להיאחז בקרקע. בדומה לדגים ארציים אשר רובצים על הקרקע, עיניהם נמצאות במעלה הראש ולא בצדדים (3). ההבדל הבסיסי הוא בכך שהדגים הארציים מסתכלים כלפי מעלה כדי להגדיל את שדה הראייה שלהם, ואילו אותם בעלי חיים היפותטיים על אירופה מסתכלים כלפי מטה. חשיבותו של שדה הראייה היא הן לצורך איתור מקורות מזון, והן להתגוננות מפני בעלי חיים אחרים. סביר  להניח שכלל בעלי החיים על פני אירופה, כמו מגוון הדגים על כדור הארץ, יהיו בעלי ראיית עין הדג.

מכיון שהעולם המימי של אירופה הוא ביסודו עולם חשוך, חייבים בעלי החיים בעולם זה לפתח חלופות שתתמודדנה עם מחסור תמידי באור שמש. דרכי התמודדות אפשר למצוא אצל בעלי החיים הימיים בעולמנו. בעלי חיים ימיים ארציים רבים כמו דגים, דיונונים, תמנונים, מדוזות, ומסרקניות זוהרים באמצעות מערכת המאירה כשהיא  נחשפת לחמצן (4). אור זה משמש לאיתור וללכידת מקורות מזון. צורות ראייה אחרות הן ראייה באורכי גל כמו אינפרה אדום, המאפשר להבחין בין מקורות שונים פולטי חום. אותם בעלי חיים על אירופה יכולים להשתמש בחישה מסוג זה כדי לנווט את עצמם בעולם החשוך.
קרוב לוודאי שהשמיעה של בעלי חיים אלה מותאמת לשמיעת צלילים המועברים במים. מכיון שעם ההעמקה יגדל גם לחץ המים, אפשר יהיה למצוא מגוון רחב של התאמות של מערכת השמיעה לעומקים אלה. יכול להיות שמערכת הקול ומערכת השמע משמשת גם כתחליף לעיניים, כמו אצל לוויתן האורקה "הבונה" לעצמו תמונה של סביבתו באמצעות השמעת קולות בתדרים גבוהים (סונאר).
כמו רוב בעלי החיים על כדור הארץ, גם בעלי חיים באוקיינוס של אירופה יהיו בעלי מבנה הידרודינמי כדי שיוכלו לנוע בחופשיות במים. גם באירופה, כמו על כדור הארץ ,אפשר לצפות לכך שהצפיפות הגבוהה ביותר של החיים תהיה בשכבות העליונות של המים מכיון שהלחץ שם הנמוך ביותר. קשה להאמין שחיים בעומק של  30-20 ק"מ אפשריים בכלל. מדובר בלחצים של אלפי אטמוספירות. מעצם העובדה שנמצאו על כדור הארץ חיים ימיים בעומק של 11 ק"מ, עולה האפשרות שדבר זה ייתכן גם באירופה, אבל באשר לעומקים עומקים גדולים כל כך מתעוררים ספקות רבים.

ממה שידוע לגבי החיים הימיים על כדור הארץ, לבעלי החיים הימיים מנגנונים שונים המאפשרים עמידה בלחצים משתנים, כאשר הם יורדים לעומקים שונים, וכאשר הם עולים לשכבות המים העליונות. אצל בעלי החיים שכל חייהם הם בתוך המים, ישנם כאלה שלא נמצאים בגופם שום חללים. חללים אלה נתפשים על ידי גוף שומני המונע פגיעה באיברים הפנימיים כדי לנטרל את הלחצים המופעלים על ידי הסביבה המימית, ואת הלחצים של האיברים עצמם כאשר יש השוואת לחצים עם החללים הפנימיים. אצל בעלי חיים אחרים חומרים שונים הנעים בתוך נוזלי הגוף מגבירים את הלחץ האטמוספרי ועל ידי כך יוצרים לחץ פנימי (5). יש להביא בחשבון שדרכי התאמה אלה הן רלבנטיות באשר לחיים הימיים על אירופה, אם כי בודאי קיימות אפשרויות נוספות שאיננו מכירים.


ייתכן גם שאין מדובר באוקיינוס אחד בין הקרום הסלעי למעטפת הקרח, אלא במספר אוקיינוסים-אקוויפרים. ייתכן שכל אחד מהם עומד בפני עצמו או שהם מחוברים ברשתות של "נהרות" החותרות בתוך הסלע, ואולי מאפשרות תנועת בעלי חיים מאוקיינוס אחד למשנהו. אפשרות נוספת שיש לתת עליה את הדעת היא קיומם של כיסי אוויר בין שכבת המים העליונה לקרום. אם כיסי אוויר אלה אכן קיימים, הסביבה הפנימית בהם תהיה לחה. בעלי חיים המתאימים לסביבה זו הם דו-חיים. מכיון שעולם זה הוא עולם חשוך, לכלל בעלי החיים כאן לא יהיו שעונים ביולוגיים אסטרונומיים, והם יהיו חייבים לפתח מנגנונים אחרים שיווסתו את שעות הפעילות שלהם, לצורך מציאת מזון ולמנוחה.
לסיכום, המידע ששודר מחללית גלילאו מעלה אפשרות יותר מאשר סבירה בדבר קיומם של חיים על אירופה. אין כיום שום אפשרות מעשית לדעת מהי צורת חיים זאת, אך יחד עם זאת יש להביא בחשבון שמדובר כנראה בעולם אפל ומוזר מאוד, שבזהירות רבה מאוד אפשר לראות שאין לו כמעט שום מקבילה לחיים על כדור הארץ.

החיים על "אירופה" בעיני צייר מדע בדיוני

מאת אלי אשד

ב-1940 צייר צייר המדע הבדיוני פרנק פול כמה תמונות ובהן אפשרויות החיים בירח של אירופה. זאת, במסגרת סדרת תמונות שצייר על החיים בכוכבי מערכת השמש השונים.

עורך המגזין שבו הופיעו התמונות כתב:

:Speaking of Europa) This member of the Solar System is only a bit smaller than Earth' Moon. Science knows little about it, and thus, lacking conclusive observation, our artist         picture its life in imaginative style.

והנה התמונות של פרנק פול:

אסטרונאוטים מכדור הארץ פגשים את תושבי "אירופה".צייר פרנק פול.

Amazing Stories pulp magazine, September, 1940

Glass City of Europa

.Amazing Stories January 1942


חיים על הירח אירופה מופיעים גם בספר של ארתור סי קלארק "2010 – אודיסיאה שנייה" מ-1982, ובסרט המבוסס עליו. למרבה הצער, מ-1984 – לא ב-2010 ולא ב-2015 – יכולנו עדיין לבדוק אם יש אכן חיים על אירופה.

מקורות:


1. Reynolds Ray et al –"On the habitability of Europa"   Icarus  56 1983  p. 246-254
2. Ibid p. 251
3. פישלזון לב – זואולוגיה חלק ב' – דגים, דו חיים זוחלים, הוצאת "הקיבוץ המאוחד", 1984 עמ' 220
4. דאונר ג'ון – עולם החושים, התפישה החושית בעולם החי, הוצאת "מודן", 1991 עמ' 65
5. פישלזון לב – הים שמסביבנו – ביולוגיה ואקולוגיה של הים. אוניברסיטה משודרת, משרד הביטחון 1978 עמ' 61.

ראו גם

חיים מזר מסכם את הממצאים הידועים על אירופה הירח של צדק

חיפוש אחרי חיים באירופה

Europa is the new Mars

אודות חיים מזר

בעל B.A במדע המדינה וסוציולוגיה. עורך לשוני של ספרות טכנית. חבר באגודה הישראלית לאסטרונומיה ובאגודה לחקר עב"מים. פרסם מאמרים באתר הידען, באתר של אלי אשד על ניתוח ספרותי, ובכתב העת של האגודה לאסטרונומיה בתחום גיאולוגיה ואטמוספירה של כוכבי לכת. כמו כן כתב על ייעוץ ארגוני, מדע המדינה, היסטוריה עם היבטים ניהוליים, בינה מלאכותית, חישוב מקבילי, מקרא ,סוציולוגיה, מודיעין (בכתב העת של המל"מ), וכלכלה.
הפוסט הזה פורסם בתאריך מדע בדיוני, מדע פופולרי. קישור קבוע.

3 תגובות על חיים על ירח אירופה, ירחו של צדק – כמה אפשרויות

  1. מאת חיים מזר:‏

    כל המידע הקיים כיום לגבי צדק וירחיו , לרבות הירח אירופה, בא מחלליות הוויג'ר וחללית הגלילאו שהקיפה את צדק מספר שנים. לא שוגרה שום חללית לנחיתה על אירופה. החללית היחידה הנמצאת בדרכה לצדק היא חללית ה – juno האמריקאית ששוגרה ב – 2011 ותגיע אליו ב -2016.

  2. מאת אלי אשד:‏

    אז ב-2016 נתעדכן לגבי הנעשה באירופה. זה לא עוד הרבה זמן בכלל.
    ניצטרך אז מאמר עידכון לזה.

  3. מאת אלי אשד:‏

    חדשות מדהימות : התגלו מים על אירופה ואם כך ייתכן מאוד שיש שם חיים.
    נאס"א: סילוני מים נצפו בירח של צדק, אירופה
    http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-4859926,00.html
    טלסקופ החלל האבל זיהה התפרצויות של מים, המגיעות לגובה של כ-200 ק"מ באחד מירחיו של כוכב הלכת צדק. הדבר יחסוך ממשימה עתידית של נאס"א לקדוח קילומטרים בשכבת הקרח כדי להגיע למים
    ynetפורסם: 26.09.16 , 21:01

    סוכנות החלל האמריקנית (נאס"א) הודיעה הערב (יום ב') כי נצפו סילוני מים מתפרצים מעל פני השטח של אירופה – הירח השישי של כוכב הלכת צדק, באמצעות טלסקופ החלל "האבל". לפי נאס"א, סילוני המים מגיעים לגובה של כ-200 ק"מ. כשעה לפני מסיבת העיתונאים צייצה נאס"א כי לא מדובר בחייזרים.

    בנאס"א הסבירו כי התצפיות החדשות מגדילות את האפשרות כי משימות עתידיות לירח אירופה יוכלו לבחון את האוקיינוס, שנמצא מתחת לשכבת קרח, מבלי לקדוח כמה קילומטרים בקרח. על-פי סוכנות החלל האמריקנית, בירח של צדק יש פי 2 מים מאשר בכדור הארץ ולכן לא נפסלת האפשרות לצורה של חיים שהייתה בעבר על אחד הירחים של כוכב הלכת הגדול במערכת השמש.

    "האוקיינוס ​​של אירופה נחשב לאחד המקומות המבטיחים ביותר שיכולים להיות בהם חיים במערכת השמש", אמר ג'ף יודר, בכיר במנהלת המשימות המדעית של נאס"א בוושינגטון. "אלה סילונים, אם הם אכן קיימים, הם עשויים לספק דרך אחרת לדעת מה יש מתחת לפני הקרקע של אירופה".

    אנשי נאס"א הודיעו בשנה שעברה כי הם מתכוונים לשלוח חללית רובוטית מצוידת בשלל כלים מדעיים כדי שתחוג מסביב לאירופה בעשור הבא.

    הירח אירופה מרתק את החוקרים כבר זמן רב. בסוף שנות התשעים יצאה החללית גלילאו למשימת מחקר בצדק. החללית הצליחה לאסוף נתונים המצביעים כי על אירופה, אשר דומה בגודלו לירח שלנו, ישנו כנראה אוקיינוס מתחת לשכבת קרח העוטפת אותו. אחד המחקרים הראה כי שילוב של מים מלוחים, קרקעית ים סלעית יחד עם אנרגיה ותגובות כימיות הנוצרות מפעילות של גאות ושפל על הירח יכולים להעיד על אפשרות שבה יתקיימו יצורים חיים על פני אירופה.
    לכוכב הלכת צדק יש יותר מ-50 ירחים. בשנה שעברה אישר מידע שהגיע מהאבל כי לירח הגדול ביותר של צדק, גנימד, יש אוקיינוס תת-קרקעי שמכיל יותר מים מכל כדור הארץ. מכאן התרחב המסע עוד יותר בחיפוש אחר מקומות במערכת השמש שעשויים להכיל חיים.

כתיבת תגובה

האימייל שלך לא יוצג בבלוג. (*) שדות חובה מסומנים

*

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*