Jupiters Mond Europa kann genug innere Wärme enthalten, um Meeresbodenvulkane zu befeuern

der JupiterEuropa hat eine Eiskruste, die einen riesigen globalen Ozean bedeckt. Die darunter liegende Gesteinsschicht kann heiß genug sein, um zu schmelzen, was zu Unterwasservulkanen führt.

Neue Forschungen und Computermodelle zeigen, dass in der jüngeren Vergangenheit möglicherweise vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden von Jupiters Mond Europa stattgefunden haben – und dies möglicherweise immer noch geschieht. NASADie bevorstehende Europa Clipper-Mission mit dem Ziel des Starts 2024 wird in der Nähe des eisigen Mondes starten und Messungen sammeln, die Aufschluss über die neuesten Ergebnisse geben könnten.

Wissenschaftler haben starke Beweise dafür, dass Europa einen riesigen Ozean zwischen seiner Eiskruste und seinem felsigen Inneren beherbergt. Die neue Arbeit zeigt, wie der Mond genug innere Wärme haben könnte, um diese felsige Schicht teilweise zu schmelzen, ein Prozess, der Vulkane am Meeresboden befeuern könnte. Die moderne 3D-Modellierung, wie diese innere Wärme erzeugt und übertragen wird, ist die bislang detaillierteste und umfassendste Untersuchung der Auswirkungen dieser inneren Erwärmung auf den Mond.

Das Geheimnis hinter Europas felsigem Mantel, der heiß genug ist, um zu schmelzen, ist die schiere Schwerkraft, die Jupiter über seinen Monden hat. Während Europa den Gasriesen umkreist, faltet sich das Innere des eisigen Mondes. Durch das Biegen wird die Energie in das Innere des Mondes gedrückt, das dann in Form von Wärme austritt (überlegen Sie, wie Sie wiederholte Büroklammern biegen müssen, um Wärme zu erzeugen). Je gebogener das Innere des Mondes ist, desto mehr Wärme wird erzeugt.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler deuten darauf hin, dass das Innere von Jupiters Mond Europa aus einem Eisenkern bestehen kann, der von einer Felsdecke umgeben ist, die in direktem Kontakt mit einem Ozean unter der Eiskruste steht. Neue Forschungsmodelle, wie innere Hitze Meeresbodenvulkane befeuern kann. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll

Die Forschung wurde kürzlich in veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefe, Modelle, die beschreiben, wie sich der felsige Teil der Europa unter Jupiters Schwerkraft falten und erwärmen könnte. Es zeigt, wo die Wärme abgeführt wird und wie dieser felsige Mantel schmilzt, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Vulkane auf dem Meeresboden erscheinen.

Die vulkanische Aktivität in Europa ist seit Jahrzehnten Gegenstand von Spekulationen. Im Vergleich dazu ist Jupiters Mond Io eindeutig vulkanisch. Hunderte von Vulkanen brechen dort Lavafontänen aus und setzen Gas und Vulkanstaub in einer Höhe von bis zu 400 Kilometern frei – Aktivität aufgrund der gleichen Art von innerer Erwärmung, die durch die Wolken des Jupiter verursacht wird. Aber Europa ist weiter von Io entfernt als sein Wirtsplanet. Wissenschaftler fragten sich, ob der Effekt unter der Eisoberfläche der gleiche sein würde.

Unter der Leitung von Marie Bionkova von der Karlsuniversität in der Tschechischen Republik sagen die Autoren ferner voraus, dass die vulkanische Aktivität wahrscheinlich in der Nähe der Pole Europas stattfinden wird – den Breiten, in denen der größte Teil der Wärme erzeugt wird. Sie untersuchten auch, wie sich die vulkanische Aktivität im Laufe der Zeit entwickelte. Langlebige Energiequellen bieten mehr Möglichkeiten für eine potenzielle Lebensentwicklung.

Unterwasservulkane können, falls vorhanden, hydrothermale Systeme versorgen, beispielsweise solche, die das Leben am Boden der Ozeane der Erde ernähren. Wenn Meerwasser an Land mit heißem Magma in Kontakt kommt, erzeugt die Reaktion chemische Energie. Es ist die chemische Energie dieser hydrothermalen Systeme, nicht das Sonnenlicht, die das Leben in den Tiefen unserer Ozeane unterstützt. Vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden in Europa wären eine Möglichkeit, eine bewohnbare Umgebung in der Nähe dieses Mondes zu unterstützen.

„Unsere Ergebnisse liefern zusätzliche Beweise dafür, dass der unterirdische Ozean Europas eine geeignete Umgebung für die Entstehung von Leben sein könnte“, sagte Bohunkova. „Europa ist einer der seltenen Planeten, die möglicherweise über Milliarden von Jahren hinweg vulkanische Aktivität bewahrt haben, und es ist vielleicht der einzige außerhalb der Erde, der über große Wasserreservoirs und eine langlebige Energiequelle verfügt.“

Direkte Notizen

Wissenschaftler der NASA werden die Möglichkeit haben, neue Vorhersagen zu testen, wenn der Europa Clipper 2030 sein Ziel erreicht. Das Raumschiff wird den Jupiter umkreisen und Dutzende Flüge in der Nähe von Europa durchführen, um den Mond zu kartieren und seine Entstehung zu untersuchen. Unter den wissenschaftlichen Daten, die es sammelt, wird das Raumschiff die Oberfläche detailliert untersuchen und Proben der dünnen Mondatmosphäre entnehmen.

Oberflächen- und atmosphärische Beobachtungen geben Wissenschaftlern die Möglichkeit, mehr über den inneren Ozean des Mondes zu erfahren, wenn Wasser durch die Eiskruste sickert. Wissenschaftler glauben, dass der Materialaustausch zwischen dem Ozean und der Kruste Spuren von Meerwasser an der Oberfläche hinterlassen würde. Sie glauben auch, dass der Austausch Gas und möglicherweise sogar Wasserdampfwolken mit ausgestoßenen Partikeln abgeben könnte, die Material vom Meeresboden enthalten könnten.

Da der Europa Clipper die Schwerkraft und das Magnetfeld des Mondes misst, könnten die Anomalien in diesen Regionen, insbesondere in Richtung der Pole, dazu beitragen, die von der neuen Forschung vorhergesagte vulkanische Aktivität zu bestätigen.

„Die Möglichkeit heißer Binnenvulkane auf dem Europa-Meeresboden erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Ozean Europas eine bewohnbare Umgebung ist“, sagte Robert Pappalardo, Projektwissenschaftler für Europa Clipper vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Möglicherweise können wir dies mit den geplanten Schwerkraft- und Montagemessungen im Europa Clipper testen, was eine interessante Möglichkeit darstellt.“

Die Referenz: „Gezeiteninduzierte Gesteinsimpulse auf der ozeanischen Erde von Jupiters Mond Europa“ Gepostet von Mary Bohunkova, Gabriel Toby, Gael Chupplet, Mathilde Curvazzo, Mohit Melwani Daswani, Caroline Domulin und Stephen de Vance, 22. Dezember 2020, Geophysikalische Forschungsbriefe.
Doi: 10.1029 / 2020GL090077

Mehr über die Mission

Missionen wie Europa Clipper tragen dazu bei, auf dem Gebiet der Astrobiologie und der interdisziplinären Erforschung der Variablen und Bedingungen ferner Welten, die das Leben, wie wir es kennen, beherbergen könnten, einen Beitrag zu leisten. Während der Europa Clipper nicht mit der Erkennung von Leben beauftragt ist, wird er eine detaillierte Untersuchung von Europa durchführen und prüfen, ob der eisige Mond mit seiner unterirdischen Umgebung das Potenzial hat, das Leben zu unterstützen. Das Verständnis der Bewohnbarkeit Europas wird Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und wie es möglich ist, Leben außerhalb unseres Planeten zu finden.

Verwaltet vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, Jet Propulsion Laboratory Er leitet die Entwicklung der Europa Clipper-Mission in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland für die Direktion für wissenschaftliche Mission der Agentur in Washington. Das Programmbüro für Planetenmissionen im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, verwaltet das Missionsprogramm Europa Clipper.