Jupiters maan Europa heeft een ijzige korst die een enorme, mondiale oceaan. De rotslaag eronder kan heet genoeg zijn om te smelten, leiden tot onderzeese vulkanen.

Nieuw onderzoek en computermodellering tonen aan dat vulkanische activiteit in het recente verleden op de zeebodem van Jupiters maan Europa kan hebben plaatsgevonden - en mogelijk nog steeds gebeurt. NASA's aanstaande Europa Clipper-missie, gericht op een lancering in 2024, zal dicht bij de ijzige maan duiken en metingen verzamelen die licht kunnen werpen op de recente bevindingen.

Wetenschappers hebben sterk bewijs dat Europa een enorme oceaan herbergt tussen de ijskorst en het rotsachtige binnenland. Het nieuwe werk laat zien hoe de maan voldoende interne warmte kan hebben om deze rotslaag gedeeltelijk te laten smelten. een proces dat vulkanen op de oceaanbodem zou kunnen voeden. De recente 3D-modellering van hoe deze interne warmte wordt geproduceerd en overgedragen, is het meest gedetailleerde en grondige onderzoek tot nu toe van het effect dat deze interne verwarming op de maan heeft.

De sleutel tot het feit dat Europa's rotsachtige mantel heet genoeg is om te smelten, ligt bij de enorme aantrekkingskracht die Jupiter op zijn manen heeft. Terwijl Europa rond de gasreus draait, het binnenste van de ijzige maan buigt. De buiging dwingt energie het binnenste van de maan in, die vervolgens als warmte naar buiten sijpelt (denk aan hoe herhaaldelijk het buigen van een paperclip warmte genereert). Hoe meer het binnenste van de maan buigt, hoe meer warmte er wordt gegenereerd.

Het onderzoek, onlangs gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , modelleert in detail hoe het rotsachtige deel van Europa kan buigen en opwarmen onder de aantrekkingskracht van de zwaartekracht van Jupiter. Het laat zien waar warmte verdwijnt en hoe het die rotsachtige mantel doet smelten, waardoor de kans op vulkanen op de zeebodem toeneemt.

Vulkanische activiteit op Europa is al decennia een onderwerp van speculatie. Ter vergelijking, Jupiters maan Io is duidelijk vulkanisch. Honderden vulkanen daar barsten lavafonteinen uit en stoten vulkanisch gas en stof uit tot 400 kilometer hoog - activiteit die te wijten is aan dezelfde soort interne verwarming die wordt veroorzaakt door de aantrekkingskracht van Jupiter. Maar Europa is verder weg dan Io van zijn gastplaneet, dus hebben wetenschappers zich afgevraagd of het effect onder het ijzige oppervlak vergelijkbaar zou zijn.

Onder leiding van Marie Běhounková van de Charles University in Tsjechië, de auteurs voorspelden verder dat vulkanische activiteit het meest waarschijnlijk optreedt in de buurt van de polen van Europa - de breedtegraden waar de meeste warmte wordt gegenereerd. Ze keken ook naar hoe vulkanische activiteit in de loop van de tijd kan zijn geëvolueerd. Langlevende energiebronnen geven meer kans om potentieel leven te ontwikkelen.

Onderwater vulkanen, indien aanwezig, zou hydrothermale systemen kunnen aandrijven, zoals systemen die het leven op de bodem van de oceanen van de aarde voeden. Op aarde, wanneer zeewater in contact komt met heet magma, de interactie resulteert in chemische energie. En het is chemische energie van deze hydrothermische systemen, in plaats van tegen zonlicht, die het leven diep in onze eigen oceanen helpt ondersteunen. Vulkanische activiteit op de zeebodem van Europa zou een manier zijn om een ​​potentieel bewoonbaar milieu in de oceaan van die maan te ondersteunen.

"Onze bevindingen leveren aanvullend bewijs dat Europa's ondergrondse oceaan een omgeving kan zijn die geschikt is voor het ontstaan ​​van leven, zei Běhounková. "Europa is een van de zeldzame planetaire lichamen die gedurende miljarden jaren vulkanische activiteit heeft kunnen behouden. en mogelijk de enige buiten de aarde met grote waterreservoirs en een langlevende energiebron."

Directe waarnemingen

NASA-wetenschappers zullen de kans krijgen om de nieuwe voorspellingen op de proef te stellen wanneer Europa Clipper zijn doel in 2030 bereikt. Het ruimtevaartuig zal in een baan om Jupiter draaien en tientallen dicht langs Europa vliegen om de maan in kaart te brengen en de samenstelling ervan te onderzoeken. Onder de wetenschappelijke gegevens die het verzamelt, het ruimtevaartuig zal het oppervlak in detail onderzoeken en de dunne atmosfeer van de maan bemonsteren.

De waarnemingen aan het oppervlak en de atmosfeer geven wetenschappers de kans om meer te weten te komen over de binnenste oceaan van de maan als het water door de ijzige korst omhoog sijpelt. Wetenschappers geloven dat de uitwisseling van materiaal tussen de oceaan en de korst sporen van zeewater op het oppervlak zou achterlaten. Ze geloven ook dat de uitwisseling gas kan uitstoten, en mogelijk zelfs pluimen waterdamp, met uitgeworpen deeltjes die materialen kunnen bevatten die van de zeebodem komen.

Terwijl Europa Clipper de zwaartekracht en het magnetische veld van de maan meet, afwijkingen in die gebieden, vooral in de richting van de polen, zou kunnen helpen de vulkanische activiteit te bevestigen die door het nieuwe onderzoek wordt voorspeld.

"Het vooruitzicht op een hete, rotsachtig binnenland en vulkanen op de zeebodem van Europa vergroot de kans dat Europa's oceaan een bewoonbare omgeving zou kunnen zijn, " zei Robert Pappalardo, wetenschapper van het Europa Clipper-project van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "Misschien kunnen we dit testen met de geplande zwaartekracht- en compositiemetingen van Europa Clipper, dat is een opwindend vooruitzicht."

Meer over de missie

Missies zoals Europa Clipper dragen bij op het gebied van astrobiologie, het interdisciplinaire onderzoek naar de variabelen en omstandigheden van verre werelden die het leven zoals wij dat kennen zouden kunnen herbergen. Hoewel Europa Clipper geen levensdetectiemissie is, het zal gedetailleerde verkenningen van Europa uitvoeren en onderzoeken of de ijzige maan, met zijn ondergrondse oceaan, heeft het vermogen om het leven te ondersteunen. Inzicht in de bewoonbaarheid van Europa zal wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld en het potentieel om leven buiten onze planeet te vinden.

Beheerd door Caltech in Pasadena, Californië, JPL leidt de ontwikkeling van de Europa Clipper-missie in samenwerking met het Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland voor het directoraat Wetenschapsmissie van het bureau in Washington. Het programmabureau voor planetaire missies in het Marshall Space Flight Center van NASA in Huntsville, Alabama, voert het programmamanagement van de Europa Clipper-missie uit.

Meer informatie over Europa en Europa Clipper vindt u hier:europa.nasa.gov" target="_blank"> europa.nasa.gov