Esmapilgul ei tundu Jupiteri kuu Europa Maa moodi. See on kuu, mitte planeet ja see on kaetud jääga. Kuid sellel on Maaga üks oluline ühine joon: soe, soolane ookean.
Nüüd on veelgi rohkem tõendeid selle kohta, et Euroopa maa-alune ookean on elamiskõlbulik.
NASA teadlased on välja töötanud uue mudeli, mis toetab Europa võimet elu toetada. Nad esitlesid oma töid 2020 Goldschmidti konverents , iga-aastane geokeemia ja sarnaste teemade konverents. Selle on pannud välja Euroopa Geokeemia Assotsiatsioon ja Geokeemia Selts.
'Usume, et see ookean võib olla eluks üsna elamiskõlblik.'
M. Melwani Daswani, juhtiv autor, JPL.
Töö kannab pealkirja ' Lenduvate ainete areng Euroopa sisemusest selle ookeani .” Autorid on M. Melwani Daswani ja S. D. Vance Jet Propulsion Laboratoryst. Nende tööd pole veel eelretsenseeritud.
Europa on üks Jupiteri Galilea kuudest, neist neljast väikseim. Selle vennad Ganymedes ja Callisto võivad samuti asuda maa-aluseid ookeane, samas kui neljandal kuul Io mitte.
Euroopa ookean on mattunud umbes 10–30 km (6–19 miili) paksuse külmunud maakoore alla ja selle all võib olla 100 km (62 miili) paksune vedel ookean. Selle vedeliku tõenäoline soojusallikas on Jupiteri koletu massi ja Euroopa orbiidi resonants teiste Galilea kuude tõttu loodete paindumine. Tõendid selle ookeani kohta ulatuvad Voyageri ja Galileo kosmoselaevadeni.
Need kunstniku joonistused kujutavad kahte kavandatud Euroopa maa-aluse struktuuri mudelit. NASA Galileo kosmoseaparaadi Solid State Imaging (SSI) süsteemiga pildistatud geoloogilisi omadusi pinnal võib seletada sooja, konvektiivse jääkihi olemasoluga, mis asub mitu kilomeetrit külma ja rabeda pinnapealse jääkooriku all (tippmudel ) või vedela veekihiga, mille sügavus võib olla üle 100 kilomeetri (alumine mudel). Kui 100 kilomeetri (60 miili) sügavune ookean eksisteeriks 15 kilomeetri (10 miili) paksuse Euroopa jääkooriku all, oleks see 10 korda sügavam kui ükski ookean Maal ja sisaldaks kaks korda rohkem vett kui Maa ookeanid ja jõed kokku. Pilt: NASA/JPL.
See uus Goldschmidti konverentsil esitatud uurimus viitab sellele, et see maa-alune ookean tekkis endogeenselt. See tähendab, et see tekkis vett sisaldavate mineraalide lagunemisel kas loodete jõudude või radioaktiivse lagunemise tõttu. See on vastupidine eksogeensele ookeanile, nagu Maa oma, mille toimetasid Maale tõenäoliselt komeedid ja/või asteroidid.
See töö põhineb peamiselt Galileo missiooni andmetel, mis jõudis Jupiterisse 1995. aastal. Galileo sooritas mitmeid tiire ümber Jupiteri ja mõnede selle kuude ning missioon lõppes, kui see 2003. aastal Jupiterisse deorbiidil suunati. Kuid pildid rolli mängis ka Hubble'i kosmoseteleskoop.
Hiljuti ümbertöödeldud Galileo Euroopa pinna piltidel on näha detaile, mis on nähtavad Kuu jäisel pinnal olevate erinevate tunnuste poolest. Sellel Chaose Transition-nimelise ala kujutisel on paigast nihkunud plokid ja mäeharjad, mis võivad olla seotud sellega, kuidas maakoor Jupiteri gravitatsioonijõu tõttu puruneb. Pildi autoriteet: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
'Me suutsime modelleerida tuuma, silikaatkihi ja ookeani koostist ja füüsikalisi omadusi,' ütles juhtiv autor Daswani. Pressiteade . 'Leiame, et erinevad mineraalid kaotavad vett ja lenduvaid aineid erineval sügavusel ja temperatuuril. Me liitsime need lenduvad ained, mis hinnanguliselt on sisemusest kadunud, ja leidsime, et need on kooskõlas praeguse ookeani prognoositud massiga, mis tähendab, et need on tõenäoliselt ookeanis olemas.
Kuigi paljud teadlased arvavad, et loodete paindumine vastutab kuumenemise eest, võib oma osa mängida ka radioaktiivne lagunemine. Kuid olenemata allikast, kuna Europa sees kuumus ja rõhk kasvasid, lagunesid vett sisaldavad mineraalid ja vabastasid selle vee.
Mõned teaduslikud mõtteviisid ütlevad, et vesi võib kaltsiumi, sulfaadi ja süsinikdioksiidi suurema kontsentratsiooni tõttu olla eluks liiga happeline, nagu me seda teame. Kuid see uus modelleerimine viitab sellele, et see oli ajutine ja ookean muutus aja jooksul kloriidirikkaks.
'Euroopa on üks meie parimaid võimalusi oma päikesesüsteemis elu leida.'
M. MELWANI DASWANI, PEAAUTOR, JPL.
'Tõepoolest arvati, et see ookean võib siiski olla üsna väävel,' ütles Daswani, 'kuid meie simulatsioonid koos Hubble'i kosmoseteleskoobi andmetega näitavad kloriid Europa pinnal , viitab sellele, et vesi muutus suure tõenäosusega kloriidirikkaks. Teisisõnu, selle koostis sarnanes Maal rohkem ookeanidele. Usume, et see ookean võib olla eluks üsna elamiskõlblik.
Kunstniku kontseptsioon Europa Clipperi missioonist. NASA plaanib selle missiooni käivitada 2020. aastatel. Autorid: NASA/JPL
Elamiskõlbulik on üks asi, aga asustatud on teine asi. Ja sellepärast mõeldakse nii palju Euroopa missioonile, et seda edasi uurida.
'Euroopa on üks meie parimaid võimalusi oma päikesesüsteemis elu leida. NASA Europa Clipper missioon käivitub lähiaastatel ja seega on meie töö eesmärk valmistuda missiooniks, mis uurib Europa elamiskõlblikkust, ”ütles Daswani. 'Meie mudelid panevad meid arvama, et ookeanid teistel kuudel, näiteks Euroopa naaberkuudel Ganymedes ja Saturni kuu Titan , võivad olla tekkinud ka sarnaste protsesside käigus. Peame siiski mõistma mitmeid punkte, näiteks seda, kuidas vedelikud rändavad läbi Europa kivise sisemuse.
'...millist usaldusväärset elektronide voogu saaks võõras elu kasutada, et end külmas ja pimedas sügavuses toita?'
Steve Mojzsis, Colorado ülikooli geoloogiaprofessor.
Elamiskõlblikkuse küsimus võib taanduda ühele küsimusele. Ja sellele saab vastata ainult kosmoseaparaadi Kuule saatmisega. Pressiteates täpsustas Colorado ülikooli geoloogiaprofessor Steve Mojzsis seda küsimust sõltumatu kommenteerijana, kes ei osalenud uurimistöös.
'Pikaajaline küsimus selle kohta, kas 'varjatud ookeani' maailm nagu Europa võiks olla elamiskõlbulik, taandub sellele, kas see suudab säilitada elektronide voolu, mis võiks anda elule energiat. Ebaselgeks jääb see, kas sellised jäised kuud suudavad kunagi tekitada piisavalt soojust kivimite sulatamiseks; kindlasti toimub nendes kehades huvitav keemia, kuid millist usaldusväärset elektronide voogu saaks võõras elu kasutada, et end külmas ja pimedas sügavuses toita? Peamine aspekt, mis muudab maailma elamiskõlblikuks, on sisemine võime neid keemilisi tasakaalutusi säilitada. Väidetavalt puudub jäistel kuudel see võime, nii et seda tuleb igal tulevasel missioonil Euroopasse testida.
Europa pind on külm koht. Temperatuur ekvaatoril on keskmiselt umbes 110 K (-160 °C; -260 °F) ja poolustel ainult umbes 50 K (-220 °C; -370 °F). See tähendab, et selle pind on kõva nagu kivi. Kuid kuigi teadlased teavad, et maa-alune ookean on soe, ei tea nad selle temperatuuri.
Veel üks uuesti töödeldud Galileo pilt. See on piirkonnast, mida nimetatakse ristuvateks ribadeks, ja see näitab rihmikuid, mis võivad tekkida, kui pinna pragu korduvalt avaneb ja sulgub. Seevastu siin näidatud siledad ribad tekivad kohtades, kus pragu jätkab horisontaalselt lahku tõmbumist, tekitades suuri, laiu ja suhteliselt tasaseid jooni. Pildi autoriteet: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
Praegu tunneme Euroopa ookeani loodusest vaid ahvatlevat maitset. Aja möödudes tehakse rohkem uuringuid ning rohkem modelleerimist ja simuleerimist ning see töö on vajalik. Kuid ainult missioon Kuule saab meie küsimustele tõeliselt vastata. (Ja tõenäoliselt tekitab see veel mõned küsimused.)
Kuigi Europa Clipper on ainult orbiit, lähevad muud kontseptuaalsed missioonid kaugemale. Üks kontseptsioon nõuab a tuumajõul töötav tunnelirobot läbi jää ja uurida ookeani ennast. Teine soovitas laseritega läbi jää puurimine et jõuda ookeani äärde. Kuid need ideed on praegu väljamõeldud ja silmitsi paljude takistustega .
Toetume Clipperile, et vastata meie küsimustele Euroopa ja selle ookeani kohta. Ja kahjuks peame selleks paar aastat ootama.
