אחד המקומות המסקרנים ביותר במערכת השמש ממשיך להפתיע את המדענים. מחקר חדש שבחן את גרגרי הקרח הנפלטים מאנקלדוס, אחד מירחיו של שבתאי, מצביע על כך שהקרח עשוי לעבור תהליך מורכב מתחת לפני השטח, שבמהלכו חומרים שונים מהאוקיינוס התת-קרקעי מופרדים ואף מרוכזים באופן טבעי.
אנקלדוס מכוסה בשכבת קרח עבה, אולם מתחתיה מסתתר ככל הנראה אוקיינוס גלובלי של מים נוזליים. באזור הקוטב הדרומי שלו קיימים סדקים גדולים המכונים "פסי הנמר", שמהם פורצים לחלל אדי מים וגרגרי קרח. המשמעות היא שניתן לקבל דגימות עקיפות מהאוקיינוס החבוי מבלי לקדוח דרך קילומטרים של קרח.
החללית קאסיני של נאס"א, שפעלה באזור שבתאי בין השנים 2004 ל-2017, בדקה באמצעות מכשיר למדידת אבק קוסמי את ההרכב של גרגרי הקרח הנפלטים מאנקלדוס. אלא שהנתונים הציגו תופעה מוזרה: אם כל הגרגרים מגיעים מאותו אוקיינוס, ניתן היה לצפות להרכב דומה יחסית - אך בפועל נמצאו הבדלים משמעותיים מאוד.
בחלק מהגרגרים נמצאו ריכוזים גבוהים במיוחד של נתרן כלורי, כלומר מלח שולחן, בעוד אחרים הכילו יותר קרבונטים, פוספטים או אשלגן כלורי. החוקרים אף הבחינו כי כלוריד וקרבונט הופיעו רק לעיתים רחוקות יחד באותו גרגר עשיר בנתרן.
כדי להבין כיצד נוצרים ההבדלים הללו, חוקרים מהמכון למדע בטוקיו ומוסדות נוספים יצרו במעבדה טיפות המדמות את מי האוקיינוס של אנקלדוס והקפיאו אותן בתנאים שונים.
הם גילו כי כאשר טיפות גדולות יחסית, בקוטר של כ-200 מיקרומטר, קופאות באיטיות, המלחים שבתוכן אינם נשארים מפוזרים באופן אחיד. במקום זאת, חומרים שונים נודדים ומתרכזים באזורים נפרדים בתוך הקרח. לעומת זאת, כאשר ההקפאה מהירה, הרכב הטיפה נשאר אחיד יותר.
הממצאים הובילו את החוקרים לתרחיש חדש לגבי המסע שעוברים המים בדרכם מהאוקיינוס אל החלל. במקום שטיפות המים יקפאו מיד לאחר יציאתן מהאוקיינוס ויעלו במהירות לפני השטח, ייתכן שהן נעות באיטיות יחסית בתוך מערכת מורכבת של סדקים וחריצים בקרח.
במהלך המסע האיטי הן קופאות בהדרגה, והמלחים שבתוכן מספיקים להיפרד ולהתרכז באזורים שונים. כאשר הקרח מתקרב לפני השטח, זרימת הגז הופכת מהירה יותר, וחלקיקי הקרח הקפואים מתנגשים בדפנות הסדקים ומתנפצים לגרגרים קטנים.
כל אחד מהשברים עשוי להגיע מחלק שונה של הטיפה המקורית. כך ניתן להסביר כיצד גרגר אחד עשיר במלח מסוג מסוים, בעוד גרגר אחר מכיל ריכוז גבוה של חומר אחר - למרות ששניהם מקורם למעשה באותם מי אוקיינוס.
אבל להסבר הזה יש משמעות רחבה בהרבה מפענוח נתוני קאסיני.
לדברי החוקרים, כאשר החומרים מופרדים בתהליך ההקפאה, חלקם עשויים גם להפוך מרוכזים במיוחד בתוך גרגרי קרח מסוימים. מחקרים קודמים כבר הצביעו על כך שגם תרכובות אורגניות עשויות לעבור תהליך דומה.
עבור משימות חלל עתידיות מדובר ביתרון משמעותי. מולקולות שנמצאות בריכוז זעיר באוקיינוס כולו עשויות להופיע בריכוז גבוה יחסית בחלקיק קרח מסוים. במובן מסוים, אנקלדוס מבצע בעצמו שני שלבים שמדענים מבצעים בדרך כלל במעבדה: הפרדת החומרים וריכוזם לפני הבדיקה.
לתהליך עשויה להיות גם השלכה על האפשרות לקיום כימיה קדם-ביולוגית בירח. בזמן יצירת גבישי הקרח יכולים להישאר ביניהם כיסים זעירים של תמיסת מלח נוזלית, שבהם המלחים והחומרים האורגניים מגיעים לריכוזים גבוהים במיוחד.
ריכוז כזה עשוי לאפשר למולקולות שבדרך כלל מפוזרות מאוד במים להיפגש ולהגיב זו עם זו בתדירות גבוהה יותר - תנאי שעשוי להיות חשוב בתהליכים כימיים שמקדימים את הופעת החיים. החוקרים מדגישים כי הממצאים אינם מהווים הוכחה לקיומם של חיים באנקלדוס, אך הם עשויים לסייע להבין אילו תנאים מתקיימים באוקיינוס החבוי שלו וכיצד לחפש בו בעתיד סימנים לחיים.
