Europa. Credit imagine: NASA Faceți clic pentru a mări
Descoperirea conform căreia luna lunii Jupiter are cel mai probabil un ocean rece și sărat sub crusta glaciară înghețată a pus Europa pe lista scurtă de obiecte din sistemul nostru solar pe care astrobiologii ar dori să o studieze în continuare. În cadrul conferinței Earth System Processes II de la Calgary, Canada, Ron Greeley, geolog planetar și profesor de geologie la Arizona State University din Phoenix, Arizona, a susținut o discuție rezumând ce se știe despre Jupiter și lunile sale și ce rămâne de descoperit. .
Au fost șase nave spațiale care au explorat sistemul Jupiter. Primele două au fost nave spațiale Pioneer din anii '70, care au zburat prin sistemul Jupiter și au făcut câteva observații scurte. Acestea au fost urmate de navele spațiale Voyager I și II, care ne-au oferit primele noastre păreri detaliate despre sateliții galileeni. Dar cea mai mare parte a informațiilor pe care le-am obținut provin din misiunea Galileo. Mai recent, a existat un flyby al navei spațiale Cassini, care a trecut de Jupiter și a făcut observații în drumul său spre Saturn, unde se află în prezent în funcțiune. Dar aproape tot ce știm despre geologia sistemului Jupiter și, în special, sateliții galileeni (Io, Europa, Ganymede și Callisto), provin din misiunea Galileo. Galileo ne-a oferit o bogată incredibilă de informații pe care le aflăm încă în procesul de analiză azi.
Există patru sateliți galileeni. Io, cel mai interior, este vulcanic obiectul cel mai activ din sistemul solar. Își obține energia internă din stresul mareei din interior, deoarece este împinsă între Europa și Jupiter. Vulcanismul exploziv pe care îl vedem acolo este foarte impresionant. Există prune care sunt evacuate la aproximativ 200 de kilometri (124 mile) deasupra suprafeței. De asemenea, vedem vulcanism efuziv sub formă de fluxuri de lavă care erup pe suprafață. Acestea sunt curgeri la temperaturi foarte ridicate și foarte fluide. Pe Io vedem că aceste fluxuri se extind pe sute de kilometri pe toată suprafața.
Toți sateliții galileeni sunt pe orbite eliptice, ceea ce înseamnă că uneori sunt mai aproape de Jupiter, alteori sunt mai departe și sunt împinși de vecini. Aceasta generează frecare internă la niveluri suficiente, în cazul lui Io, pentru a topi interiorul și a „conduce” vulcanii. Aceleași procese au loc pe Europa. Și există posibilitatea ca vulcanismul de silicat să aibă loc sub crusta înghețată de pe Europa.
Ganymede este cel mai mare satelit din sistemul solar. Are o coajă de gheață exterioară. Credem că are un ocean sub-gheață de apă lichidă peste un miez de silicat și poate un miez mic metalic intern. Ganymede a fost supus unor procese geologice încă de la formarea sa. Are o istorie complexă, dominată de procese tectonice. Vedem o combinație de trăsături foarte vechi și trăsături foarte tinere. Pe suprafața sa putem observa modele de factură complexe care încrucișează modele de fractură mai vechi. Suprafața este fracturată în blocuri care au fost deplasate pe interiorul aparent, lichid. De asemenea, vedem istoricul impactului care datează din perioada bombardamentului timpuriu. Dezlegarea istoriei tectonice a lui Ganymede este o lucrare în proces.
Callisto este cel mai exterior al sateliților galileieni. De asemenea, acesta a fost supus unor bombardamente de impact, reflectând istoria timpurie a acumulării sistemului solar în general și în special a sistemului Jupiter. Suprafața este dominată de cratere de toate dimensiunile. Dar am fost surprinși de aparenta lipsă de cratere de impact foarte minuscule. Vedem cratere cu impact foarte mic asupra vecinului său, Ganymede; nu le vedem pe Callisto. Credem că există un anumit proces care șterge craterele mici - dar numai în anumite zone de pe Lună. Acesta este un mister care nu a fost rezolvat: Care este procesul care îndepărtează craterele minuscule din unele zone sau, alternativ, s-ar putea să nu se fi format acolo din anumite motive pentru a începe? Din nou, acesta este un subiect de cercetare în curs.
Ceea ce vreau să vorbesc în primul rând este Europa. Europa are aproximativ dimensiunea lunii Pământului. Este în primul rând un obiect silicat, dar are o învelișă exterioară de H2O, a cărei suprafață este înghețată. Volumul total de apă care acoperă interiorul său de silicat depășește toată apa de pe Pământ. Suprafața acelei ape este înghețată. Întrebarea este: Ce se află sub acea coajă înghețată? Există gheață solidă până la fund sau există un ocean lichid? Credem că există apă lichidă sub crusta înghețată, dar nu știm asta cu siguranță. Ideile noastre se bazează pe modele și, la fel ca toate modelele, sunt supuse unor studii suplimentare.
Motivul pentru care credem că există un ocean lichid pe Europa este din comportamentul câmpului magnetic indus în jurul Europei, care a fost măsurat de magnetometrul de pe Galileo. Jupiter are un câmp magnetic enorm. La rândul său, induce un câmp magnetic, nu numai pe Europa, ci și pe Ganymede și Callisto. Modul în care se comportă câmpul magnetic indus este în concordanță cu prezența unui ocean lichid sărat subteran, nu doar pe Europa, ci și pe Ganymede și Callisto.
Știm că suprafața este gheață de apă. Știm că sunt prezente componente non-gheață, care include diferite săruri. Și știm că suprafața a fost prelucrată geologic: a fost fracturată, vindecată, spartă în mod repetat. De asemenea, vedem relativ puține cratere de impact la suprafață. Asta indică faptul că suprafața este tânără din punct de vedere geologic. Europa ar putea fi chiar activă din punct de vedere geologic astăzi. Imaginile dintr-o regiune, în special, arată o suprafață care a fost puternic dezmembrată. Plăcile glaciare au fost despărțite și schimbate în poziții noi. Materialul s-a revărsat între crăpături, apoi aparent înghețat și credem că acesta ar putea fi unul dintre locurile în care a existat un material ascendent, probabil condus de încălzirea în mare, despre care am vorbit mai devreme.
Avem tendința de a uita amploarea lucrurilor din științele planetare. Dar aceste blocuri înghețate sunt uriașe. Când ne gândim la explorarea viitoare, am dori să coborâm la suprafață și să facem anumite măsurători cheie. Deci trebuie să ne gândim la sisteme de nave spațiale care ar putea ateriza în acest tip de teren. Deoarece aceste locuri pot avea material derivat de sub gheață, acestea sunt prioritatea maximă pentru explorare. Și totuși, așa cum se întâmplă adesea în explorarea planetară, cele mai interesante locuri sunt cele mai dificile.
Deci, ce ne-ar plăcea să știm? Primul și cel mai fundamental este „noțiunea oceanică”. Există sau nu apă lichidă? Coaja de gheață este groasă sau subțire? Dacă există un ocean acolo, cât de groasă este acea crustă înghețată? Acest lucru este foarte important să știm când ne gândim să explorăm un posibil ocean lichid pe Europa: Dacă vrem să intrăm în ocean, cât de adânc trebuie să trecem prin gheață? Care este vârsta suprafeței? Spunem „tineri”, dar acesta este doar un termen relativ. Are mii, sute de mii, milioane sau chiar miliarde de ani? Modelele permit o răspândire destul de mare în vârstă, pe baza frecvenței craterului de impact. Care sunt mediile de astăzi favorabile astrobiologiei? Și care au fost mediile în trecut? Au fost la fel sau s-au schimbat de-a lungul timpului? Răspunsurile la aceste întrebări necesită date noi.
Un alt lucru care stârnește interesul nostru pentru explorarea sateliților galileeni este încercarea de a înțelege istoriile lor geologice. Într-o oarecare măsură, diversitatea pe care o vedem, de la Io la Europa, la Ganymede și Callisto, poate fi legată de cantitatea de energie mareală care conduce sistemul. Energia maximă a mareei antrenează vulcanismul care este atât de dominant pe Io. La cealaltă extremă, foarte puțină energie mareală pe Callisto are ca rezultat păstrarea înregistrării crateriei de impact. Europa și Ganymede sunt între aceste două cazuri extreme.
Suprafața totală a celor trei luni înghețate ale lui Jupiter (Europa, Ganymede și Callisto) este mai mare decât suprafața planetei Marte și, de fapt, este aproximativ echivalentă cu întreaga suprafață terestră a Pământului. Așadar, atunci când discutăm despre explorarea sateliților galilei gheați, există mult teren de acoperit.
În ceea ce privește viitoarele explorări, permiteți-mi să împărtășesc un pic de istorie. Acum trei ani, NASA a înființat proiectul Prometeu. Proiectul Prometeu presupune dezvoltarea energiei nucleare și a propulsiei nucleare, lucru care nu a fost considerat serios de ceva vreme. Prima misiune care a fost zburată în proiectul Prometeu a fost Jupiter Icy Moons Orbiter, sau JIMO. Scopul a fost să explorați cele trei luni înghețate în contextul sistemului Jupiter. A fost un proiect foarte ambițios. Ei bine, la începutul acestui an JIMO a fost anulată. Dar se pare că în acest an următor va exista o aprobare pentru un orbiter geofizic pentru Europa. Primii pași pentru demararea acestei nave spațiale sunt luate în considerare acum. Europa este o prioritate foarte mare pentru explorare și, în recunoașterea acestei priorități, este probabil ca această misiune să se întâmple.
De ce ne interesează atât de mult Europa? Când vorbim despre astrobiologie, avem în vedere cele trei ingrediente pentru viață: apa, chimia potrivită și energia. Prezența lor nu înseamnă că scânteia magică a vieții s-a întâmplat vreodată, dar acestea sunt lucrurile pe care credem că le sunt necesare pentru viață. Și așa, după cum am subliniat, toate cele trei luni lunare ale lui Jupiter sunt ținte potențiale. Europa este însă cea mai mare prioritate, deoarece pare să aibă energia internă maximă.
Deci, desigur, mai întâi am dori să știm: Există un ocean, da sau nu?
Atunci, care este configurația tridimensională a crustei glaciare? Știm că organismele pot trăi în fracturi și fisuri în gheața arctică. Astfel de fisuri sunt probabil prezente și pe Europa și ar putea fi nișe care prezintă un interes ridicat pentru astrobiologie.
Apoi vrem să mapăm compozițiile de suprafață organice și anorganice. Vedem în datele care există astăzi că suprafața este eterogenă. Nu este doar gheață pură la suprafață. Există unele zone care par a fi mai bogate în componente care nu sunt de gheață decât alte locuri. Vrem să mapăm materialul respectiv.
De asemenea, dorim să mapăm caracteristicile interesante ale suprafeței și să identificăm locurile care sunt cele mai importante pentru explorarea viitoare, inclusiv proprietarii.
Atunci vrem să înțelegem Europa în contextul mediului Jupiter. De exemplu, cum afectează mediul de radiație impus de Jupiter chimia de suprafață pe Europa?
În cele din urmă, vrem să coborâm pe suprafață, pentru că există o serie de lucruri pe care le putem face doar de la suprafață. Avem o mare sumă de date din misiunea Galileo și sperăm să obținem și mai mult din potențialele misiuni Europa, dar sunt date de teledetecție. În continuare, dorim să aducem un lander pe suprafața care ar putea face unele măsurători critice de adevăr la sol, pentru a plasa datele de teledetecție în context. Și deci în cadrul comunității științifice, considerăm că următoarea misiune în Europa și sistemul Jupiter ar trebui să aibă un pachet debarcat de un fel. Dar dacă acest lucru se va întâmpla sau nu, rămâi la curent!
Sursa originală: Astrobiologia NASA
