Europa. Кредит за изображение: НАСА Увеличи
Откритието, че лунната Европа на Юпитер най-вероятно има студен, солен океан под замръзналата си ледена кора, е поставила Европа в краткия списък с обекти в нашата слънчева система, които астробиолозите биха искали да проучат допълнително. На конференцията на Земята за процесите II в Калгари, Канада, Рон Грили, планетарен геолог и професор по геология в Аризонския държавен университет във Феникс, Аризона, изнесе беседа, обобщавайки това, което се знае за Юпитер и неговите луни и какво остава да се открие. ,
Има шест космически кораба, които са изследвали системата Юпитер. Първите двама бяха космически кораб "Пионер" през 70-те години, които летяха по системата Юпитер и направиха кратки наблюдения. Те бяха последвани от космическия кораб Voyager I и II, който ни даде първите ни подробни гледки към спътниците на Галилей. Но по-голямата част от информацията, която имаме, идва от мисията Галилео. Съвсем наскоро имаше полет на космическия кораб „Касини“, който премина от Юпитер и направи наблюдения по пътя си към Сатурн, където той в момента работи. Но почти всичко, което знаем за геологията на системата Юпитер, и по-специално за галилейските спътници (Йо, Европа, Ганимед и Калисто), идва от мисията Галилео. Галилео ни даде невероятно богатство от информация, която и до днес продължаваме да анализираме.
Има четири галилейски спътника. Йо, най-вътрешният, е вулканично най-активният обект в Слънчевата система. Той извлича вътрешната си енергия от приливи и отливи в интериора, тъй като се натиска между Европа и Юпитер. Експлозивният вулканизъм, който виждаме там, е много впечатляващ. Има потоци, които се изхвърлят на около 200 километра над повърхността. Виждаме също ефузивен вулканизъм под формата на потоци лава, изригващи се на повърхността. Това са много високотемпературни, много течни потоци. На Йо виждаме, че тези потоци се простират на стотици километри по повърхността.
Всички спътници на Галилей са на елиптични орбити, което означава, че понякога са по-близо до Юпитер, друг път са по-далеч и са изтласкани от съседите си. Това генерира вътрешно триене до достатъчни нива, в случай на Io, за да стопи вътрешността и да "задвижва" вулканите. Същите процеси протичат в Европа. И има вероятност силикатен вулканизъм да се намира под ледената кора на Европа.
Ганимед е най-големият спътник в Слънчевата система. Има външна ледена черупка. Смятаме, че има подледеният океан с течна вода над силикатно ядро и може би малко вътрешно метално ядро. Ганимедът е подложен на геоложки процеси от създаването си. Има сложна история, доминирана от тектонски процеси. Виждаме комбинация от много стари функции и много млади функции. На повърхността му можем да видим сложни модели на фактура, които пресичат по-стари модели на счупване. Повърхността е раздробена на блокове, които са изместени върху преобладаващата, очевидно течна вътрешност. Виждаме и историята на въздействието, датираща от периода на ранните бомбардировки. Разрушаването на тектонската история на Ганимед е в процес на работа.
Калисто е най-отдалеченият от спътниците на Галилей. Той също е подложен на бомбардиране от удар, отразяващ историята на ранното акредиране на Слънчевата система като цяло и по-специално на системата Юпитер. Повърхността е доминирана от кратери с всякакви размери. Но бяхме изненадани от очевидната липса на много малки кратери за удар. Виждаме много малки кратери за въздействие върху съседа си, Ганимед; не ги виждаме в Калисто. Според нас има някакъв процес, който изтрива малките кратери, но само в избрани райони на Луната. Това е мистерия, която не е разрешена: Какъв е процесът, който премахва малките кратери в някои области или алтернативно, може би те не са се образували там по някаква причина да започнат? Отново това е тема на текущи изследвания.
Това, което искам да говоря преди всичко, е Европа. Европа е около размера на земната луна. Той е преди всичко силикатен предмет, но има външна обвивка на Н2О, повърхността на която е замръзнала. Общият обем на водата, който покрива нейната силикатна вътрешност, надвишава цялата вода на Земята. Повърхността на тази вода е замръзнала. Въпросът е: Какво се намира под тази замразена черупка? Има ли твърд лед чак до дъното или има течен океан? Смятаме, че под ледената кора има течна вода, но всъщност не знаем това със сигурност. Нашите идеи са базирани на модели и като всички модели те са обект на по-нататъшно проучване.
Причината да мислим, че на Европа има течен океан, е от поведението на индуцираното магнитно поле около Европа, което беше измерено от магнитометъра на Галилео. Юпитер има огромно магнитно поле. Той от своя страна предизвиква магнитно поле не само на Европа, но и на Ганимед и Калисто. Начинът, по който се държи индуцираното магнитно поле, е в съответствие с наличието на подземен солен течен океан, не само на Европа, но и на Ганимед и Калисто.
Знаем, че повърхността е воден лед. Знаем, че има неледени компоненти, които включват различни соли. И знаем, че повърхността е обработена геоложки: многократно е била счупена, заздравявана, разбита. Също така виждаме сравнително малко кратери за удар върху повърхността. Това показва, че повърхността е геологически млада. Европа дори може да бъде геологически активна днес. Снимките на един регион, по-специално, показват повърхност, която е силно разбита. Ледените плочи са разбити и изместени на нови позиции. Материалът се е удрял между пукнатините, а след това явно е замръзнал и смятаме, че това може да е едно от местата, където е имало подвижен материал, може би задвижван от приливното отопление, за което говорих по-рано.
Склонни сме да забравяме мащаба на нещата в планетарните науки. Но тези ледени блокове са огромни. Когато мислим за бъдещо проучване, бихме искали да слезем на повърхността и да направим определени ключови измервания. Затова трябва да мислим за системи за космически кораби, които биха могли да кацнат в този вид терен. Тъй като именно тези места могат да имат материал, извлечен отдолу под леда, те са най-важният приоритет за изследване. И все пак, както често се случва в планетарните проучвания, най-интересните места са най-трудни за достигане.
И така, какво бихме искали да знаем? Първо и най-фундаментално е „понятието за океан“. Съществува ли течна вода или не? Ледената черупка е дебела или тънка? Ако има океан там, колко дебела е тази ледена кора? Това е много важно да знаем, когато мислим за проучване на възможен течен океан на Европа: Ако искаме да влезем в океана, колко дълбоко трябва да преминем през леда? Каква е възрастта на повърхността? Казваме „млади“, но това е само относително понятие. Дали са хиляди, стотици хиляди, милиони или дори милиарди години? Моделите позволяват доста разпространение във възрасти въз основа на честотата на кратера на удара. Кои са обкръженията днес, които са благоприятни за астробиологията? И какви са били средата в миналото? Същите ли бяха или са се променили с времето? Отговорите на тези въпроси изискват нови данни.
Друго нещо, което стимулира интереса ни към изследване на галилеевите спътници, се опитва да разбере геоложката им история. До известна степен разнообразието, което виждаме, от Io до Europa до Ganymede и Callisto, може да бъде свързано с количеството енергия на приливите, която задвижва системата. Максималната приливна енергия задвижва вулканизма, който е толкова доминиращ върху Io. В другата крайност, много малко приливна енергия на Калисто води до запазване на рекорда за въздействие върху кратерите. Европа и Ганимед са между тези два крайни случая.
Общата площ на трите ледени луни на Юпитер (Европа, Ганимед и Калисто) е по-голяма от повърхността на Марс и всъщност е приблизително еквивалентна на цялата повърхност на Земята. Така че, когато обсъждаме изследването на ледените галилейски спътници, има много терен, който да покрием.
Що се отнася до бъдещото проучване, нека споделя малко история. Преди три години НАСА създаде проекта "Прометей". Проектът Прометей включва развитие на ядрената енергия и ядреното задвижване - нещо, което не се разглежда сериозно от доста време. Първата мисия, която се включи в проекта на Прометей, беше орбитърът на Юпитер Ледени луни, или JIMO. Целта беше да се изследват трите ледени луни в контекста на системата на Юпитер. Това беше много амбициозен проект. Е, по-рано тази година JIMO беше отменен. Но изглежда, че тази година ще има одобрение за геофизичен орбитър за Европа. Първите стъпки за получаване на този космически кораб са в ход сега. Европа е много висок приоритет за проучване и като признание за този приоритет тази мисия вероятно ще се случи.
Защо сме толкова заинтересовани от Европа? Когато говорим за астробиология, ние считаме трите съставки за живота: вода, правилната химия и енергия. Тяхното присъствие не означава, че вълшебната искра на живота някога се е случила, но това са нещата, които според нас са необходими за живота. И така, както очертах, и трите ледени луни на Юпитер са потенциални мишени. Но Европа е най-големият приоритет, защото изглежда има максимална вътрешна енергия.
И така, разбира се, първо бихме искали да разберем: има ли океан, да или не?
Тогава каква е триизмерната конфигурация на ледената кора? Ние знаем, че организмите могат да живеят в счупвания и пукнатини в арктически лед. Подобни пукнатини вероятно ще има и в Европа и могат да бъдат ниши, които представляват голям интерес за астробиологията.
След това искаме да картографираме органичните и неорганични състави на повърхността. Виждаме в данните, които съществуват днес, че повърхността е разнородна. Това не е просто чист лед на повърхността. Има някои области, които изглеждат по-богати на неледени компоненти от други места. Искаме да картографираме този материал.
Искаме също така да картографираме интересни характеристики на повърхността и да идентифицираме местата, които са най-важни за бъдещото проучване, включително десанти.
Тогава искаме да разберем Европа в контекста на средата на Юпитер. Например, как радиационната среда, наложена от Юпитер, влияе върху химията на повърхността върху Европа?
В крайна сметка искаме да слезем на повърхността, защото има редица неща, които можем да направим само от повърхността. Имаме голямо богатство от данни от мисията Галилео и се надяваме да имаме още повече от потенциалната мисия Европа, но това са данни от дистанционно засичане. На следващо място, ние искаме да излезем на повърхността, който може да направи някои критични измервания на земната истина, за да поставим данните от дистанционното наблюдение в контекст. И така в рамките на научната общност смятаме, че следващата мисия към Европа и системата на Юпитер трябва да има някакъв вид приземен пакет. Но дали това всъщност ще се случи или не, следете се!
Оригинален източник: Астробиология на НАСА
