Potentielle faner på Europa kan komme fra vand i skorpen

Vanddampfaner, der muligvis lufter ud i rummet fra Jupiters måne Europa, kan komme inde fra selve den iskolde skorpe, ifølge ny forskning. En model skitserer en proces for saltlage, eller saltberiget vand, bevæger sig rundt inden for månens skal og til sidst danner lommer af vand – endnu mere koncentreret med salt – der kan bryde ud.

Europa-forskere har betragtet de mulige faner på Europa som en lovende måde at undersøge beboeligheden af ​​Jupiters iskolde måne, især da de giver mulighed for at blive direkte samplet af rumfartøjer, der flyver gennem dem. Indsigten i aktiviteten og sammensætningen af ​​isskallen, der dækker Europas globale, indre hav kan hjælpe med at afgøre, om havet indeholder de ingredienser, der er nødvendige for at understøtte livet.

Dette nye arbejde, der tilbyder et yderligere scenarie for nogle faner, foreslår, at de kan stamme fra lommer af vand indlejret i den iskolde skal i stedet for vand tvunget opad fra havet nedenfor. Kilden til fanerne er vigtig:Vand, der stammer fra den iskolde skorpe, anses for at være mindre gæstfri over for liv end det globale indre hav, fordi det sandsynligvis mangler den energi, der er en nødvendig ingrediens for liv. I Europas hav, at energi kunne komme fra hydrotermiske udluftninger på havbunden.

"Det er meget vigtigt at forstå, hvor disse vandfaner kommer fra, for at vide, om fremtidige Europa-opdagelsesrejsende kan have en chance for rent faktisk at opdage liv fra rummet uden at sondere Europas hav, " sagde hovedforfatter Gregor Steinbrügge, en postdoc forsker ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab.

Ved hjælp af billeder indsamlet af NASAs Galileo-rumfartøj, forskerne udviklede en model til at foreslå, hvordan en kombination af frysning og tryk kan føre til et kryovulkanudbrud, eller en byge af koldt vand. Resultaterne, udgivet 10. november i Geofysiske forskningsbreve , kan kaste lys over udbrud på andre iskolde legemer i solsystemet.

Forskerne fokuserede deres analyser på Manannán, et 18 mil bredt (29 kilometer bredt) krater på Europa, der var et resultat af et sammenstød med et andet himmelobjekt for titusinder af år siden. Begrundelse for, at en sådan kollision ville have genereret enorm varme, de modellerede, hvordan den smeltede is og efterfølgende frysning af vandlommen i den iskolde skal kunne have sat den under tryk og fået vandet til at bryde ud.

"Kometen eller asteroiden, der ramte isskallen, var dybest set et stort eksperiment, som vi bruger til at konstruere hypoteser for at teste, " sagde medforfatter Don Blankenship, seniorforsker ved University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) og hovedefterforsker af radarinstrumentet, REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding:Ocean to Near-surface), der vil flyve ombord på NASAs kommende Europa Clipper-rumfartøj. "Vores model laver specifikke forudsigelser, vi kan teste ved hjælp af data fra radaren og andre instrumenter på Europa Clipper."

Modellen indikerer, at da Europas vand delvis frøs til is efter påvirkningen, resterende lommer af vand kunne være blevet skabt i månens overflade. Disse saltvandslommer kan bevæge sig sidelæns gennem Europas isskal ved at smelte tilstødende isområder og bliver derfor endnu mere salt i processen.

En salt drivkraft

Modellen foreslår, at når en vandrende saltlagelomme nåede centrum af Manannán-krateret, det satte sig fast og begyndte at fryse, generere tryk, der til sidst resulterede i en fane, anslået til at have været over en mil høj (1,6 kilometer). Udbruddet af denne fane efterlod et kendetegn:et edderkopformet træk på Europas overflade, som blev observeret ved Galileo-billeddannelse og indarbejdet i forskernes model.

"Selvom faner genereret af saltlagelommermigration ikke ville give direkte indsigt i Europas hav, vores resultater tyder på, at Europas isskal i sig selv er meget dynamisk, " sagde medforfatter Joana Voigt, en uddannet forskningsassistent ved University of Arizona, i Tucson.

Den relativt lille størrelse af fanen, der ville dannes ved Manannán, indikerer, at nedslagskratere sandsynligvis ikke kan forklare kilden til andre, større faner på Europa, der er blevet antaget baseret på data fra Galileo og NASAs Hubble-rumteleskop, sagde forskere. Men processen, der er modelleret til Manannán-udbruddet, kan ske på andre iskolde legemer - selv uden en påvirkningsbegivenhed.

"Arbejdet er spændende, fordi det understøtter den voksende mængde forskning, der viser, at der kan være flere slags faner på Europa, " sagde Robert Pappalardo fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien og projektforsker fra Europa Clipper-missionen. "Forståelse af faner og deres mulige kilder bidrager stærkt til Europa Clippers mål om at undersøge Europas beboelighed."

Missioner som Europa Clipper hjælper med at bidrage til området astrobiologi, den tværfaglige forskning i variabler og forhold i fjerne verdener, der kunne rumme livet, som vi kender det. Mens Europa Clipper ikke er en livsdetektionsmission, det vil foretage detaljeret rekognoscering af Europa og undersøge, om den iskolde måne, med dets underjordiske hav, har evnen til at understøtte livet. At forstå Europas beboelighed vil hjælpe videnskabsmænd til bedre at forstå, hvordan livet udviklede sig på Jorden og potentialet for at finde liv uden for vores planet.