Badanie NASA sugeruje, że płytkie jeziora w europejskiej skorupie lodowej mogą wybuchnąć

W ramach nowych badań pojawiły się hipotezy, które może przetestować program NASA Europa Clipper: wszelkie pióropusze lub aktywność wulkaniczna na powierzchni księżyca Jowisza spowodowana przez płytkie jeziora w jego lodowej skorupie.

W poszukiwaniu życia pozaziemskiego jednym z najważniejszych celów są podziemne zbiorniki wodne w naszym zewnętrznym Układzie Słonecznym. Dlatego NASA wysyła sondę Europa Clipper na księżyc Jowisza, Europa: istnieją mocne dowody na to, że pod gęstą lodową skorupą księżyc kryje potencjalnie nadający się do zamieszkania globalny ocean.

Ale naukowcy uważają, że ocean nie jest jedyną wodą w Europie. Na podstawie obserwacji z sondy Galileo NASA sądzą, że zbiorniki słonego płynu mogą znajdować się w lodowej skorupie księżyca – niektóre blisko powierzchni lodu i kilka mil poniżej.

Im więcej naukowcy rozumieją o wodzie, którą Europa może przechowywać, tym bardziej prawdopodobne jest, że będą wiedzieć, gdzie jej szukać, gdy NASA wyśle ​​Europa Clippera w 2024 r. w celu szczegółowego zbadania. Statek kosmiczny okrąży Jowisza i użyje zestawu wyrafinowanych instrumentów do zbierania danych naukowych, gdy leci blisko Księżyca około 50 razy.

Obecnie badania pomagają naukowcom lepiej zrozumieć, jak mogą wyglądać podziemne jeziora Europy i jak się zachowują. Główne odkrycie w artykule naukowym opublikowanym niedawno w Planetary Science potwierdza starą tezę, że woda może wytrysnąć nad powierzchnią Europy albo jako pióropusze pary, albo jako aktywność wulkaniczna lodowca (pomyśl: tryskający śliski lód zamiast stopionej lawy).

Modelowanie komputerowe w artykule idzie dalej, pokazując, że jeśli w Europie dochodzi do erupcji wulkanicznych, prawdopodobnie pochodzą one z płytkich, szerokich jezior zanurzonych w lodzie, a nie z odległego Oceanu Światowego.
„Wykazaliśmy, że pióropusze lub przepływy Cryolava mogą oznaczać, że poniżej znajdują się płytkie zbiorniki cieczy, które Europa Clipper byłby w stanie wykryć” – powiedziała Elodie Lesage, naukowiec Europy z NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii i główny autor książki Badania. „Nasze wyniki dają nowy wgląd w to, jak głęboko woda napędza aktywność powierzchniową, w tym pióropusze. Woda musi być wystarczająco płytka, aby można ją było wykryć za pomocą kilku instrumentów Europa Clipper”.

Różne głębokości, inny śnieg

Modelowanie komputerowe Lesage’a określa plan tego, co naukowcy mogliby znaleźć w lodzie, gdyby zaobserwowali erupcje na powierzchni. Zgodnie z ich modelami prawdopodobnie odkryją zbiorniki stosunkowo blisko powierzchni, na szczycie skorupy o długości od 4 do 5 mil (4 do 8 km), gdzie lód jest zimniejszy i bardziej kruchy.

Dzieje się tak, ponieważ lód pod powierzchnią nie pozwala na ekspansję: gdy kieszenie wody zamarzają i rozszerzają się, mogą przebić się przez otaczający lód i wywołać erupcję, jak napój gazowany eksplodujący w zamrażarce. Kieszenie wodne, przez które przeciekają, są prawdopodobnie tak szerokie i płaskie jak naleśniki.
Zbiorniki znajdujące się głębiej w pokrywie lodowej — z dnami znajdującymi się ponad 8 kilometrów pod skorupą — będą napierać na cieplejszy lód, który je otacza, gdy się rozszerzają. Ten lód jest wystarczająco miękki, aby działać jak poduszka, pochłaniając nacisk, a nie wybuchając. Zamiast zachowywać się jak puszka po napojach, te kieszenie z wodą działają jak balon wypełniony płynem, w którym balon po prostu rozszerza się, podczas gdy płyn w nim zamarza i rozszerza się.

czujnik bezpośrednio

Naukowcy z misji Europa Clipper mogą użyć tego wyszukiwania, gdy statek kosmiczny dotrze do Europy w 2030 roku. Na przykład instrument radarowy – zwany Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-Surface (REASON) – jest jednym z głównych narzędzi wyszukiwania do kieszeni na wodę w lodzie.

„Nowa praca pokazuje, że płytkie podpowierzchniowe zbiorniki wodne mogą być niestabilne, jeśli naprężenia przekraczają siłę lodu i mogą być związane z pióropuszami unoszącymi się nad powierzchnią” – powiedział Don Blankenship z Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego w Austin. Texas, który kieruje zespołem sprzętu radarowego. „Oznacza to, że REASON może widzieć zbiorniki wodne w tych samych miejscach, w których widzisz pióropusze”.
Europa Clipper będzie wyposażony w inne narzędzia, które będą w stanie testować nowe teorie badawcze. Kamery naukowe będą w stanie tworzyć kolorowe i stereofoniczne obrazy Europy w wysokiej rozdzielczości; Kamera termowizyjna użyje kamery na podczerwień do mapowania temperatur Europy i znalezienia wskazówek dotyczących aktywności geologicznej – w tym erupcji wulkanicznych. Jeśli wybuchają pióropusze, można je obserwować za pomocą spektrometru ultrafioletowego, instrumentu analizującego światło ultrafioletowe.

Więcej o misji

Misje takie jak Europa Clipper przyczyniają się do rozwoju astrobiologii, interdyscyplinarnej dziedziny badań, która bada warunki odległych światów, w których może istnieć życie takie, jakie znamy. Chociaż Europa Clipper nie jest misją do wykrywania życia, przeprowadzi szczegółową eksplorację Europy i zbada, czy lodowy księżyc z podpowierzchniowym oceanem ma potencjał podtrzymania życia. Zrozumienie zamieszkiwania Europy pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób ewoluowało życie na Ziemi oraz możliwość znalezienia życia poza naszą planetą.

Laboratorium Napędu Odrzutowego, obsługiwane przez Kalifornijski Instytut Technologiczny w Pasadenie w Kalifornii, kieruje rozwojem misji Europa Clipper we współpracy z APL dla Dyrekcji Misji Naukowych NASA w Waszyngtonie. APL zaprojektowało główny korpus statku kosmicznego we współpracy z JPL i NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. Biuro Programu Misji Planetarnych w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama zarządza programem misji Europa Clipper.

Więcej informacji o Europie można znaleźć tutaj: europa.nasa.gov

astrobiologia