Europa. Kreditna slika: NASA Klikni za veću sliku
Otkriće da Jupiterov mjesec Europe najvjerojatnije ima hladan slani ocean ispod zaleđene ledene kore stavilo je Europa na uži popis sunčevog sustava koji bi astrobiolozi željeli još proučiti. Na konferenciji Earth System Proces II u Calgaryu u Kanadi Ron Greeley, planetarni geolog i profesor geologije na Državnom sveučilištu Arizona u Phoenixu u Arizoni, održao je predavanje u kojem je sažeo ono što se zna o Jupiteru i njegovim mjesecima, kao i ono što ostaje da se otkrije. ,
Bilo je šest svemirskih letjelica koje su istraživale sustav Jupiter. Prva dva bila su svemirska letjelica Pioneer 1970-ih koja je letila Jupiterovim sustavom i dala kratka zapažanja. Nakon njih je uslijedila svemirska letjelica Voyager I i II, koja nam je pružila prvi detaljni prikaz galilejskih satelita. Ali većina informacija koje imamo imamo iz misije Galileo. Nedavno je letio letjelica svemirske letjelice Cassini, kojom je prošao Jupiter i promatrao na putu za Saturn, gdje je trenutno u funkciji. Ali gotovo sve što znamo o geologiji Jupiterovog sustava, a posebno o galilejskim satelitima (Io, Europa, Ganymede i Callisto), potjecalo je iz misije Galileo. Galileo nam je dao nevjerojatno bogatstvo informacija koje još uvijek vršimo u analizi.
Postoje četiri galilejska satelita. Io, najdublji, vulkanski je najaktivniji objekt Sunčevog sustava. Svoju unutarnju energiju crpi iz napetosti plime u unutrašnjosti, dok se gura između Europe i Jupitera. Eksplozivni vulkanizam koji vidimo tamo je vrlo impresivan. Postoje pljuskovi koji se izbacuju oko 200 kilometara (124 milje) iznad površine. Također vidimo efuzivni vulkanizam u obliku tokova lave koji izbija na površinu. To su vrlo visoke temperature, jako tekuće struje. Na Iou vidimo kako se ti tokovi protežu stotinama kilometara po površini.
Svi sateliti u Galileju nalaze se u eliptičnoj orbiti, što znači da su ponekad bliži Jupiteru, drugi puta kada su udaljeniji, pa ih njihovi susedi guraju. To stvara unutarnje trenje na dovoljne razine, u slučaju Ija, da se otopi unutrašnjost i „pokreće“ vulkane. Isti se procesi odvijaju u Europi. A postoji mogućnost da se ispod ledene kore na Europi dogodi silikatni vulkanizam.
Ganymede je najveći satelit u Sunčevom sustavu. Ima vanjsku ledenu školjku. Mislimo da ima pod ledeni ocean tekuće vode preko silikatne jezgre i možda malu unutarnju metalnu jezgru. Ganymede je od svog nastanka podvrgnut geološkim procesima. Ima složenu povijest, kojom dominiraju tektonski procesi. Vidimo kombinaciju vrlo starih značajki i vrlo mladih osobina. Na njegovoj površini možemo vidjeti složene uzorke prijeloma koji presijecaju starije uzorke loma. Površina je lomljena na blokove koji su pomaknuti u prevladavajućoj, naizgled tekućoj unutrašnjosti. Također vidimo povijest utjecaja iz razdoblja ranog bombardiranja. Razrađivanje tektonske povijesti Ganymedeja je u tijeku.
Callisto je najudaljeniji galilejski satelit. I on je podvrgnut udarnom bombardiranju, odražavajući ranu povijest akumulacije Sunčevog sustava općenito, a posebno Jupiterov sustav. Na površini dominiraju krateri svih veličina. No iznenadio nas je očigledan nedostatak vrlo sitnih kratera za udarce. Vidimo vrlo sitne kratere utjecaja na svog susjeda, Ganymede; ne vidimo ih na Callistu. Mislim da postoji neki postupak, koji briše male kratere - ali samo u odabranim mjestima na Mjesecu. Ovo je misterija koja nije razriješena: Koji je postupak uklanjanja sitnih kratera na nekim područjima ili se, možda, iz nekog razloga tamo nisu formirali? Opet, to je tema u tijeku istraživanja.
Ono o čemu prvenstveno želim razgovarati je Europa. Europa je otprilike u veličini zemljinog mjeseca. Prvenstveno je silikatni predmet, ali ima vanjsku ljusku H2O, čija je površina smrznuta. Ukupna količina vode koja pokriva njenu silikatnu unutrašnjost premašuje svu vodu na Zemlji. Površina te vode je smrznuta. Pitanje je: Što se nalazi ispod te smrznute školjke? Ima li čvrstog leda sve do dna ili postoji tekući ocean? Mislimo da ispod ledene kore postoji tekuća voda, ali to zaista ne znamo. Naše ideje temelje se na modelima, a kao i svi modeli, oni su predmet daljnjeg proučavanja.
Razlog za koji mislimo da na Europi postoji tekući ocean jest iz ponašanja induciranog magnetskog polja oko Evrope koje je izmjereno magnetometrom na Galileu. Jupiter ima ogromno magnetsko polje. Ona pak stvara magnetsko polje, i to ne samo na Europi, već i na Ganymede i Callisto. Način na koji se ponaša inducirano magnetsko polje u skladu je s prisutnošću podzemnog slanog tekućeg oceana, ne samo na Europi, već i na Ganymedeu i Callistu.
Znamo da je površina vodeni led. Znamo da postoje neledene komponente, koje uključuju razne soli. A znamo da je površina geološki obrađena: opetovano je lomljena, zacijeljena, razbijena. Na površini vidimo i relativno malo udarnih kratera. To ukazuje da je površina geološki mlada. Europa bi danas mogla biti i geološki aktivna. Slike jedne regije, posebno, pokazuju površinu koja je snažno razbijena. Ledene ploče razbijene su i premještene u nove položaje. Materijal se zaledio između pukotina, a zatim se naizgled smrznuo, a mi mislimo da bi ovo moglo biti jedno od mjesta na kojem se nalazio sjajni materijal, možda vođen plimnim grijanjem o kojem sam govorio ranije.
Skloni smo zaboravljanju razmjera stvari u planetarnim znanostima. Ali ovi ledeni blokovi su ogromni. Kad razmišljamo o budućem istraživanju, željeli bismo sići na površinu i izvršiti određena ključna mjerenja. Stoga moramo razmišljati o sustavima svemirskih letjelica koji bi mogli sletjeti na ovakav teren. Zbog toga što su na tim mjestima materijal koji je izveden ispod leda, najvažniji prioritet za istraživanje. Pa ipak, kao što je to često slučaj u istraživanju planeta, do najzanimljivijih mjesta je najteže doći.
Pa što bismo željeli znati? Prvo i najvažnije je "poimanje okeana". Postoji li tekuća voda ili ne? Je li ledena školjka gusta ili tanka? Ako je tamo ocean, koliko je gusta ledena kora? To je vrlo važno znati kada razmišljamo o istraživanju mogućeg tekućeg oceana na Europi: Ako želimo ući u ocean, koliko duboko moramo proći kroz led? Koja je starost površine? Kažemo "mlad", ali to je samo relativan pojam. Jesu li to tisuće, stotine tisuća, milijuni ili čak milijarde godina? Modeli omogućuju poprilično širenje u dobima, temeljeno na učestalosti kratera udara. Koja su današnja okruženja povoljna za astrobiologiju? A kakva su bila okruženja u prošlosti? Jesu li bili isti ili su se mijenjali kroz vrijeme? Odgovori na ta pitanja zahtijevaju nove podatke.
Još jedna stvar koja pokreće naš interes za istraživanje galilejskih satelita pokušava razumjeti njihovu geološku povijest. Različitost koju vidimo, od Ioa do Europe do Ganymedeja i Callista, može se donekle povezati s količinom energije plime koja pokreće sustav. Maksimalna energija plime pokreće vulkanizam koji je toliko dominantan na Io. S druge strane, vrlo malo energije plime na Callistu rezultira očuvanjem zapisa o stvaranju utjecaja. Europa i Ganymede nalaze se između ova dva ekstremna slučaja.
Ukupna površina tri ledena mjeseca Jupitera (Europa, Ganymede i Callisto) veća je od površine Marsa i, u stvari, otprilike je jednaka cijeloj kopnenoj površini Zemlje. Pa kad raspravljamo o istraživanju ledenih galilejskih satelita, postoji mnogo terena koji se može pokriti.
Što se tiče budućih istraživanja, dopustite mi da podijelim malo povijesti. Prije tri godine NASA je uspostavila projekt Prometheus. Projekt Prometej uključuje razvoj nuklearne energije i nuklearnog pogona, što se već dugo vremena nije ozbiljno smatralo. Prva misija koja je letela na projektu Prometeja bio je Jupiter Icy Moons Orbiter, ili JIMO. Cilj je bio istražiti tri ledene mjesece u kontekstu Jupiterovog sustava. Bio je to vrlo ambiciozan projekt. Pa, početkom ove godine JIMO je otkazan. No izgleda da će ove godine biti odobrenje geofizičkog orbitera za Europu. Sada se razmatraju početni koraci za pokretanje svemirske letjelice. Europa je vrlo visok prioritet u istraživanju, a prepoznajući taj prioritet, ta će se misija vjerojatno dogoditi.
Zašto nas toliko zanima Europa? Kada govorimo o astrobiologiji, razmotrimo tri sastojka za život: vodu, pravu kemiju i energiju. Njihova prisutnost ne znači da se ikada dogodila čarobna iskra života, ali to su stvari za koje mislimo da su potrebne za život. I tako, kao što sam napomenuo, sva tri Jupiterova ledena mjeseca potencijalna su meta. No, Europa je najveći prioritet, jer čini se da ima maksimalnu unutarnju energiju.
Pa, prvo bismo htjeli znati: Postoji li ocean, da ili ne?
Onda, kakva je trodimenzionalna konfiguracija ledene kore? Znamo da organizmi mogu živjeti u lomovima i pukotinama na arktičkom ledu. Takve pukotine vjerojatno će biti prisutne i na Europi i mogle bi biti niše koje su od velike važnosti za astrobiologiju.
Zatim želimo mapirati organske i anorganske sastave površina. U danas postojećim podacima vidimo da je površina heterogena. To nije samo čisti led na površini. Postoje neka područja koja izgledaju bogatija ne-ledenim komponentama od ostalih mjesta. Želimo preslikati taj materijal.
Želimo također preslikati zanimljive značajke površine i identificirati mjesta koja su najvažnija za buduće istraživanje, uključujući i zemljane radove.
Tada želimo razumjeti Evropu u kontekstu Jupiterove okoline. Na primjer, kako radijacijsko okruženje koje nameće Jupiter utječe na površinsku kemiju na Europa?
U konačnici se želimo spustiti na površinu, jer postoji niz stvari koje možemo učiniti samo s površine. Imamo veliko bogatstvo podataka iz misije Galileo, a nadamo se da ćemo imati još više od potencijalne misije Europa, ali to su podaci daljinskog senziranja. Dalje, želimo sići na površinu koja bi mogla izvršiti neka kritična mjerenja istine tla, kako bi se podaci udaljenih senzora smjestili u kontekst. I tako unutar znanstvene zajednice smatramo da bi za sljedeću misiju u Europi i Jupiterovom sustavu trebao postojati nekakav prizemljeni paket. No hoće li se to zaista i dogoditi, budite s nama!
Izvorni izvor: NASA Astrobiology
