To podniecenie otacza misję Juno w NASA, która tego lata trafi na orbitę Jowisza, i przyszłe misje, które planują zbadać lód jego księżyca w Europie. Nowe badania nad dziwnymi właściwościami pękniętej skorupy Księżyca mogą ujawnić kilka interesujących punktów na temat podpowierzchniowego oceanu Europy.
Naukowcy z Brown University w Providence, Rhode Island, połączyli obserwacje europejskie z modelami komputerowymi i eksperymentami laboratoryjnymi, które pomogą zidentyfikować skurcze pływowe spowodowane przez ogromne pole grawitacyjne Jowisza . Co z kolei może prowadzić do tego, że rozdrobniony lód księżyca generuje więcej ciepła niż myśli, tworząc nowe ekscytujące możliwości poszukiwania życia w Europie.
Zanim misje NASA Voyager i Pioneer zakończyły swoje misje w latach 70., a następnie misje Galileo w latach 90-tych, mieliśmy niewielką wiedzę na temat dynamicznej natury satelitów Jowisza. „Naukowcy oczekiwali, że zobaczą zimne, martwe miejsca, ale natychmiast zostali oszołomieni przez ich uderzające powierzchnie”, mówi Christine McCarthy z Columbia University, która przeprowadziła badania na temat lodów w Europie jako studentka Uniwersytetu Brown. - „Było oczywiście coś w rodzaju aktywności tektonicznej - wszystko się poruszało i trzaskało. Były też miejsca w Europie, które wyglądają jak stopiony lub bzdurny lód. ”
Obecnie wiadomo, że Europa ma rozległy, podpowierzchniowy ocean wody, chroniony przez rozdrobnioną skorupę lodową, która wydaje się poruszać w taki sam sposób, jak płyty kontynentalne na Ziemi. Ciśnienie pływowe w orbicie Europy wokół Jowisza tworzy wewnętrzne dynamo, które delikatnie ogrzewa księżyc od rdzenia, utrzymując ocean w stanie płynnym. Ponadto uważa się, że ruch płytek lodowych generuje własne ciepło w procesach tarcia na granicach. Oprócz ciepła wytwarzanego przez powtarzające się zginanie wieszaków drucianych, ciepło jest rozpraszane przez powtarzające się zakręty pływowe skorupy europejskiej w tych granicach. Ale procesy na małą skalę za tym rozproszeniem pływów są słabo poznane i mogły być bardzo niedoceniane.
„Ludzie używają prostych modeli mechanicznych do opisywania lodu”, powiedział McCarthy, „Nie badali rodzajów strumienia ciepła, który tworzyłby tę tektonikę. W związku z tym przeprowadziliśmy kilka eksperymentów, aby lepiej zrozumieć ten proces. ”
Aby naśladować to, co może się zdarzyć w korze Europy, McCarthy poprowadził projekt symulujący ciśnienie pływowe, które będzie odczuwane przez lód Europy w laboratorium. Po załadowaniu próbek lodu do urządzenia kompresyjnego w Brown University możliwe będzie zmierzenie stopnia deformacji i ciepła.
Jak dotąd nie zasugerowano, że większość ciepła pochodzi z tarcia między poszczególnymi ziarnami lodu. Sugeruje to, że ogrzewanie cierne jest bezpośrednio związane z wielkością granulek. Ale zmieniając wielkość granulek lodu w próbkach, McCarthy nie zauważył żadnej różnicy w przepływie ciepła. Zamiast tego zdała sobie sprawę, że większość ciepła pochodzi z mikroskopijnych defektów w strukturze krystalicznej lodu, ponieważ lód został zdeformowany. Im większe odkształcenie, tym więcej ciepła jest generowane.
„Cristina odkryła, że w porównaniu z modelami używanymi przez społeczność, lód jest bardziej dyssypatywny niż ludzie sądzą” - powiedział kolega Reed Cooper z Brown University. „Piękno tego polega na tym, że gdy tylko otrzymamy porządek fizyczny, staje się on zaskakująco ekstrapolacyjny. „Te cechy fizyczne są pierwszym porządkiem w zrozumieniu grubości skorupy Europy. Z kolei grubość powłoki w stosunku do chemii objętościowej księżyca jest ważna dla zrozumienia chemii tego oceanu. A jeśli szukasz życia, chemia oceanu jest ważnym punktem. ”
Krótko mówiąc, uświadomienie sobie, że mikroskopijna struktura lodu wytwarza ciepło i że ciepło wytwarzane więcej niż można uzyskać przez ogrzewanie cierne, pomaga naukowcom dowiedzieć się więcej o fizyce skorupy lodowej Europy, a zatem otworzyć nowe okno dla chemii płynnej wody oceanu. poniżej.
Ponieważ NASA planuje zbadać jeden z najbardziej fascynujących światów w Układzie Słonecznym poprzez przyszłą misję Europe Clipper, te podstawowe badania pomogą lepiej zrozumieć zamieszkały potencjał tajemniczego oceanu Europy.
