Europas interiør kan være varmt nok til at brænde havbundens vulkaner

Jupiters måne Europa har en iskold skorpe, der dækker et stort, globale hav. Det stenede lag nedenunder kan være varmt nok til at smelte, fører til undersøiske vulkaner.

Ny forskning og computermodellering viser, at vulkansk aktivitet kan have fundet sted på havbunden af ​​Jupiters måne Europa i den seneste tid - og muligvis stadig sker. NASA's kommende Europa Clipper-mission, målrettet en lancering i 2024, vil svæve tæt på den iskolde måne og indsamle målinger, der kan kaste lys over de seneste fund.

Forskere har stærke beviser for, at Europa rummer et enormt hav mellem sin iskolde skorpe og klippefyldte indre. Det nye arbejde viser, hvordan månen kan have nok indre varme til delvist at smelte dette stenlag, en proces, der kunne fodre vulkaner på havbunden. Den nylige 3D-modellering af, hvordan denne indre varme produceres og overføres, er den mest detaljerede og grundige undersøgelse endnu af, hvilken effekt denne indvendige opvarmning har på månen.

Nøglen til, at Europas klippekappe er varm nok til at smelte, ligger i den massive tyngdekraft, som Jupiter har på sine måner. Mens Europa kredser om gasgiganten, den iskolde månes indre bøjer sig. Bøjningen tvinger energi ind i månens indre, som så siver ud som varme (tænk på hvordan gentagne gange bøjning af en papirclips genererer varme). Jo mere månens indre bøjes, jo mere varme genereres.

Forskningen, udgivet for nylig i Geofysiske forskningsbreve , modellerer i detaljer, hvordan Europas stenede del kan bøje og varme under træk fra Jupiters tyngdekraft. Den viser, hvor varmen forsvinder, og hvordan den smelter den stenede kappe, øger sandsynligheden for vulkaner på havbunden.

Vulkanisk aktivitet på Europa har været et spekulationsemne i årtier. Til sammenligning, Jupiters måne Io er åbenlyst vulkansk. Hundredvis af vulkaner der bryder lavafontæner ud og udstøder vulkansk gas og støv op til 400 kilometer høj - aktivitet, der skyldes den samme slags intern opvarmning forårsaget af Jupiters træk. Men Europa er længere væk end Io er fra sin værtsplanet, så videnskabsmænd har spekuleret på, om effekten ville være ens under den iskolde overflade.

Ledet af Marie Běhounková fra Charles University i Tjekkiet, Forfatterne forudsagde yderligere, at vulkansk aktivitet med størst sandsynlighed vil forekomme nær Europas poler - de breddegrader, hvor der genereres mest varme. De så også på, hvordan vulkansk aktivitet kan have udviklet sig over tid. Langlivede energikilder giver flere muligheder for, at potentielt liv har udviklet sig.

Undersøiske vulkaner, hvis tilstede, kunne drive hydrotermiske systemer som dem, der brænder liv på bunden af ​​jordens oceaner. På jorden, når havvand kommer i kontakt med varm magma, interaktionen resulterer i kemisk energi. Og det er kemisk energi fra disse hydrotermiske systemer, snarere end fra sollys, der hjælper med at understøtte livet dybt i vores egne oceaner. Vulkanisk aktivitet på Europas havbund ville være en måde at understøtte et potentielt beboeligt miljø i månens hav.

"Vores resultater giver yderligere bevis for, at Europas underjordiske hav kan være et miljø, der er egnet til fremkomsten af ​​liv, " sagde Běhounková. "Europa er en af ​​de sjældne planetariske kroppe, der kunne have opretholdt vulkansk aktivitet over milliarder af år, og muligvis den eneste ud over Jorden, der har store vandreservoirer og en langlivet energikilde."

Direkte observationer

NASA-forskere får mulighed for at sætte de nye forudsigelser på prøve, når Europa Clipper når sit mål i 2030. Rumfartøjet vil kredse om Jupiter og udføre snesevis af tæt forbiflyvning af Europa for at kortlægge månen og undersøge dens sammensætning. Blandt de videnskabelige data, den indsamler, rumfartøjet vil undersøge overfladen i detaljer og prøve månens tynde atmosfære.

Overflade- og atmosfæreobservationerne vil give forskerne en chance for at lære mere om månens indre hav, hvis vandet siver op gennem den iskolde skorpe. Forskere mener, at udvekslingen af ​​materiale mellem havet og skorpen ville efterlade spor af havvand på overfladen. De mener også, at børsen kan udsende gas, og muligvis endda vanddampfaner, med udstødte partikler, der kan indeholde materialer, der kommer fra havbunden.

Mens Europa Clipper måler månens tyngdekraft og magnetfelt, uregelmæssigheder i disse områder, især mod polerne, kunne være med til at bekræfte den vulkanske aktivitet, som den nye forskning forudsiger.

"Udsigten til en varm, stenet indre og vulkaner på Europas havbund øger chancen for, at Europas hav kan være et beboeligt miljø, " sagde Europa Clipper Project videnskabsmand Robert Pappalardo fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Vi kan muligvis teste dette med Europa Clippers planlagte tyngdekraft og sammensætningsmålinger, hvilket er et spændende perspektiv."

Mere om missionen

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.

Administreret af Caltech i Pasadena, Californien, JPL leder udviklingen af ​​Europa Clipper-missionen i samarbejde med Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) i Maryland for agenturets Science Mission Directorate i Washington. Planetary Missions Program Office på NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, udfører programledelse af Europa Clipper-missionen.

Mere information om Europa og Europa Clipper kan findes her:europa.nasa.gov" target="_blank"> europa.nasa.gov