Es di permukaan Europa bisa tenggelam seperti lempeng kerak Bumi dan membawa nutrisi ke laut di bawah lapisan es, dan jadi harapan baru bagi kemungkinan kehidupan mikroba.
Europa, salah satu bulan terbesar Jupiter, sudah lama masuk daftar lokasi paling menjanjikan untuk mencari kehidupan di Tata Surya. Di bawah permukaan yang membeku, objek ini menyimpan samudra global yang diperkirakan mengandung lebih banyak air daripada gabungan semua lautan di Bumi. Namun laut itu tersembunyi di balik selimut es tebal yang menghalangi sinar Matahari. Jika ada kehidupan di sana, organisme itu harus bertahan tanpa bantuan energi langsung dari Matahari dan bergantung pada sumber nutrisi serta energi lain. Pertanyaannya, bagaimana “makanan” bisa sampai ke laut yang terkubur di bawah es tersebut.
Sebuah studi baru dari para ahli geofisika di Washington State University menawarkan jawaban yang elegan, dengan meminjam ide dari geologi Bumi. Tim peneliti menunjukkan melalui pemodelan komputer bahwa es permukaan yang padat, penuh garam dan kaya bahan kimia, dapat terpisah dari es di sekitarnya dan tenggelam ke dalam lapisan es, menembus hingga mencapai laut di bawahnya. Proses ini mirip dengan mekanisme di Bumi yang dikenal sebagai delaminasi kerak, ketika bagian kerak yang lebih padat terlepas dan turun ke mantel.
Di Bumi, delaminasi terjadi ketika zona kerak mengalami tekanan tektonik dan perubahan kimia sehingga menjadi lebih padat daripada batuan di bawahnya. Lapisan berat ini kemudian terlepas dan jatuh ke dalam interior planet. Para peneliti melihat kemiripan dengan kondisi di Europa. Di permukaan bulan es ini terdapat wilayah yang diketahui kaya garam dan material lain, hasil interaksi radiasi ekstrem dari Jupiter dengan es dan mineral di permukaan. Radiasi tersebut dapat menghasilkan senyawa yang menjadi nutrisi potensial bagi mikroorganisme di laut bawah es.
Masalahnya, es di cangkang Europa sebagian besar bergerak menyamping akibat tarikan gravitasi Jupiter, bukan turun ke bawah. Gerakan horizontal ini tidak cukup untuk membawa nutrisi di permukaan masuk ke laut. Di sinilah ide delaminasi masuk. Es yang mengandung garam dan kotoran lain akan lebih padat dan struktur kristalnya lebih lemah daripada es murni. Jika suatu wilayah permukaan cukup diperkaya garam dan sedikit dilemahkan secara mekanik, lapisan tersebut bisa menjadi cukup berat untuk terlepas dan mulai tenggelam ke dalam cangkang es.
Tim peneliti memodelkan kondisi ini dalam simulasi komputer. Mereka menyusun skenario di mana zona es permukaan yang lebih asin dikelilingi es murni yang lebih ringan. Hasilnya menunjukkan bahwa untuk berbagai kadar garam yang realistis, lapisan es kaya garam dapat tenggelam sampai ke dasar cangkang es, asalkan ada sedikit saja pelemahan di permukaan, misalnya oleh retakan atau aktivitas tektonik es. Proses ini tidak hanya mungkin, tetapi juga cukup cepat dalam skala geologi, dan dapat terjadi berulang kali. Dengan kata lain, Europa berpotensi memiliki “sabuk konveyor” alami yang membawa nutrisi dari permukaan turun ke laut.
Bagi astrobiologi, mekanisme ini sangat penting. Europa tidak menerima banyak sinar Matahari di laut bawah es, sehingga kehidupan, jika ada, harus memanfaatkan sumber energi dan nutrisi yang lain. Interaksi radiasi Jupiter dengan es permukaan dapat menghasilkan oksidan dan senyawa kaya energi. Tanpa transportasi ke laut, bahan ini hanya akan menumpuk di permukaan yang beku dan steril. Jika delaminasi es berjalan efektif, bahan kimia ini dapat bercampur dengan air laut yang mungkin juga menerima energi dari bawah, misalnya melalui aktivitas hidrotermal di dasar samudra. Kombinasi suplai nutrisi dari atas dan energi dari bawah ini menciptakan lingkungan yang jauh lebih ramah bagi mikroba.
Studi ini juga menunjukkan bahwa kondisi fisik di Europa tidak perlu terlalu ekstrem untuk memungkinkan proses ini. Berbagai tingkat kandungan garam masih menghasilkan skenario tenggelamnya es, sehingga mekanisme ini bisa terjadi di banyak tempat di permukaan, bukan hanya di zona tertentu. Hal ini berarti suplai nutrisi ke laut bisa cukup merata dan berkelanjutan sepanjang waktu, bukan kejadian langka yang hanya sesekali terjadi.
Temuan tersebut sangat relevan dengan misi Europa Clipper milik NASA, yang diluncurkan pada 2024 sebagai salah satu misi unggulan untuk menyelidiki potensi kehidupan di luar Bumi. Salah satu tujuan utama Europa Clipper adalah memetakan ketebalan cangkang es, mempelajari struktur internalnya, dan menilai sejauh mana pertukaran antara permukaan dan laut terjadi. Jika tanda tanda zona es kaya garam yang tenggelam dapat dikenali melalui pengukuran gravitasi, radar penembus es, atau pola permukaan, misi ini dapat menguji langsung apakah mekanisme yang diprediksi model benar benar berlangsung di Europa.
Dalam jangka panjang, pemahaman tentang “resep” habitabilitas di Europa juga akan membantu kita membaca dunia es lain di Tata Surya dan di luar sana. Bulan bulan seperti Enceladus di Saturnus atau planet kecil es di tepi Tata Surya mungkin memiliki kombinasi serupa, air cair di bawah es, sumber energi internal, dan mekanisme untuk mendaur ulang permukaan. Jika Europa terbukti memiliki cara yang efisien untuk mengirim nutrisi ke laut tersembunyi, peluang menemukan kehidupan mikroba di sana menjadi lebih besar dibanding yang dibayangkan sebelumnya.
Pada akhirnya, studi ini mengingatkan bahwa jawaban untuk pertanyaan besar di dunia lain kadang bisa ditemukan dengan meneliti Bumi sendiri. Proses yang sudah lama dipahami di geologi Bumi ternyata dapat memberikan kunci untuk membuka rahasia samudra yang tidak pernah kita lihat, di bulan es yang mengorbit raksasa gas jauh di luar orbit Mars.
