Исследователи смоделировали источник извержения на спутнике Юпитера Европе
На ледяной луне Юпитера, Европе, мощные извержения могут извергаться в космос, вызывая вопросы у полных надежд астробиологов на Земле: что могло бы взорваться из-за шлейфов высотой в несколько миль? Могут ли они содержать признаки внеземной жизни? А откуда в Европе они возникнут? Новое объяснение теперь указывает на источник ближе к замороженной поверхности, чем можно было ожидать.
Согласно новым данным исследователей из Стэнфордского университета, Университета Аризоны, Техасского университета и Лаборатории реактивного движения НАСА, некоторые извержения могут происходить не из глубины океанов Европы, а из водяных карманов, встроенных в саму ледяную оболочку.
Используя изображения, полученные космическим кораблем НАСА Galileo, исследователи разработали модель, объясняющую, как сочетание замораживания и повышения давления может привести к криовулканическому извержению или всплеску воды. Результаты опубликованы 10 ноября в Письма о геофизических исследованиях , имеют значение для обитаемости подстилающего океана Европы и могут объяснять извержения на других ледяных телах Солнечной системы.
Предвестники жизни?
Ученые предположили, что огромный океан, скрытый под ледяной корой Европы, может содержать элементы, необходимые для поддержания жизни. Но если не считать отправки подводного аппарата на Луну для исследования, трудно сказать наверняка. Это одна из причин, по которой шлейфы Европы вызвали такой большой интерес: если извержения происходят из недр океана, элементы могут быть более легко обнаружены космическим кораблем, подобным тому, который запланирован на предстоящую НАСА. Europa Clipper миссия.
Но если шлейфы берут начало в ледяной оболочке Луны, они могут быть менее благоприятными для жизни, потому что труднее поддерживать химическую энергию для поддержания жизни там. В этом случае шансы обнаружить обитаемость из космоса уменьшаются.
«Понимание происхождения этих водных шлейфов очень важно для понимания того, смогут ли будущие исследователи Европы действительно обнаружить жизнь из космоса, не исследуя океан Европы», - сказал ведущий автор Грегор Штайнбрюгге, научный сотрудник Стэнфордской школы Земли по энергетике. & Науки об окружающей среде (Стэнфордская Земля).
Исследователи сосредоточили свой анализ на Мананнане, кратере шириной 18 миль на Европе, который образовался в результате столкновения с другим небесным объектом несколько десятков миллионов лет назад. Рассуждая, что такое столкновение вызвало бы огромное количество тепла, они смоделировали, как таяние и последующее замерзание водяного кармана внутри ледяной оболочки могло вызвать извержение воды.
«Комета или астероид, столкнувшиеся с ледяной оболочкой , По сути, были большим экспериментом, который мы используем для построения гипотез для проверки», - сказал соавтор Дон Бланкеншип, старший научный сотрудник Института геофизики Техасского университета (UTIG). ) и главный исследователь прибора «Радар для оценки и зондирования Европы: от океана до поверхности» (REASON), который будет летать на Europa Clipper. «Группа полярных и планетарных наук в UTIG в настоящее время занимается оценкой способности этого инструмента проверять эти гипотезы».
Модель показывает, что по мере того, как вода Европы превратилась в лед на более поздних стадиях удара, на поверхности Луны могли образоваться очаги воды с повышенной соленостью. Кроме того, эти карманы с соленой водой могут перемещаться вбок через ледяной панцирь Европы, таяя прилегающие области менее солоноватого льда, и, следовательно, в процессе становятся еще более солеными.
«Мы разработали способ, которым водяной карман может перемещаться вбок, и это очень важно», - сказал Штайнбрюгге. «Он может перемещаться по температурным градиентам, от холода к теплу, а не только вниз под действием силы тяжести».
Соленый драйвер
Модель предсказывает, что когда мигрирующий солевой карман достиг центра кратера Мананнан, он застрял и начал замерзать, создавая давление, которое в конечном итоге привело к образованию шлейфа, высота которого, по оценкам, превышала милю. Извержение этого шлейфа оставило отличительный знак: паучье пятно на поверхности Европы, которое было обнаружено с помощью изображений Galileo и включено в модель исследователей.
«Хотя шлейфы, образовавшиеся в результате миграции соляного кармана, не могут дать прямого представления об океане Европы, наши результаты показывают, что ледяной панцирь Европы очень динамичен», - сказала соавтор исследования Джоана Войгт, научный сотрудник Университета Аризоны, Тусон. .
Относительно небольшой размер шлейф Это указывает на то, что ударные кратеры, вероятно, не могут объяснить источник других, более крупных плюмов на Европе, которые были выдвинуты на основе данных Хаббла и Галилео, говорят исследователи. Но процесс, смоделированный для извержения Мананнана, мог произойти и на других ледяных телах - даже без удара.
«Миграция солевого кармана не является однозначно применимым к европейским кратерам», - сказал Фойгт. «Вместо этого механизм может дать объяснения для других ледяных тел, где существуют температурные градиенты».
В исследовании также представлены оценки того, насколько соленой может быть замерзшая поверхность и океан Европы, что, в свою очередь, может повлиять на прозрачность ее ледяной оболочки для радарных волн. Расчеты, основанные на изображениях, полученных с Галилео с 1995 по 1997 год, показывают, что океан Европы может быть примерно на одну пятую менее соленым, чем океан Земли - фактор, который повысит способность радиолокационного зонда миссии Europa Clipper собирать данные из его недр.
Полученные данные могут обескураживать астробиологов, надеющихся, что извергающиеся шлейфы Европы могут содержать ключи к разгадке способности внутреннего океана поддерживать жизнь, учитывая то, что шлейфы не обязательно связаны с Европой океан . Однако новая модель предлагает понимание сложных особенностей поверхности Европы, которые подвержены гидрологическим процессам, притяжению Юпитера и скрытым тектоническим силам внутри ледяной луны.
«Это делает мелкие недра - сам ледяной панцирь - гораздо более захватывающим местом для размышлений», - сказал соавтор Дастин Шредер, доцент геофизики в Стэнфорде. «Это открывает совершенно новый взгляд на то, что происходит с водой у поверхности».
Похожие новости
На ледяной луне Юпитера, Европе, мощные извержения могут извергаться в космос, вызывая вопросы у полных надежд астробиологов на Земле: что могло бы взорваться из-за шлейфов высотой в несколько миль? Могут ли они содержать признаки внеземной жизни? А откуда в Европе они возникнут? Новое объяснение теперь указывает на источник ближе к замороженной поверхности, чем можно было ожидать.
Согласно новым данным исследователей из Стэнфордского университета, Университета Аризоны, Техасского университета и Лаборатории реактивного движения НАСА, некоторые извержения могут происходить не из глубины океанов Европы, а из водяных карманов, встроенных в саму ледяную оболочку.
Используя изображения, полученные космическим кораблем НАСА Galileo, исследователи разработали модель, объясняющую, как сочетание замораживания и повышения давления может привести к криовулканическому извержению или всплеску воды. Результаты опубликованы 10 ноября в Письма о геофизических исследованиях , имеют значение для обитаемости подстилающего океана Европы и могут объяснять извержения на других ледяных телах Солнечной системы.
Предвестники жизни?
Ученые предположили, что огромный океан, скрытый под ледяной корой Европы, может содержать элементы, необходимые для поддержания жизни. Но если не считать отправки подводного аппарата на Луну для исследования, трудно сказать наверняка. Это одна из причин, по которой шлейфы Европы вызвали такой большой интерес: если извержения происходят из недр океана, элементы могут быть более легко обнаружены космическим кораблем, подобным тому, который запланирован на предстоящую НАСА. Europa Clipper миссия.
Но если шлейфы берут начало в ледяной оболочке Луны, они могут быть менее благоприятными для жизни, потому что труднее поддерживать химическую энергию для поддержания жизни там. В этом случае шансы обнаружить обитаемость из космоса уменьшаются.
«Понимание происхождения этих водных шлейфов очень важно для понимания того, смогут ли будущие исследователи Европы действительно обнаружить жизнь из космоса, не исследуя океан Европы», - сказал ведущий автор Грегор Штайнбрюгге, научный сотрудник Стэнфордской школы Земли по энергетике. & Науки об окружающей среде (Стэнфордская Земля).
Исследователи сосредоточили свой анализ на Мананнане, кратере шириной 18 миль на Европе, который образовался в результате столкновения с другим небесным объектом несколько десятков миллионов лет назад. Рассуждая, что такое столкновение вызвало бы огромное количество тепла, они смоделировали, как таяние и последующее замерзание водяного кармана внутри ледяной оболочки могло вызвать извержение воды.
«Комета или астероид, столкнувшиеся с ледяной оболочкой , По сути, были большим экспериментом, который мы используем для построения гипотез для проверки», - сказал соавтор Дон Бланкеншип, старший научный сотрудник Института геофизики Техасского университета (UTIG). ) и главный исследователь прибора «Радар для оценки и зондирования Европы: от океана до поверхности» (REASON), который будет летать на Europa Clipper. «Группа полярных и планетарных наук в UTIG в настоящее время занимается оценкой способности этого инструмента проверять эти гипотезы».
Модель показывает, что по мере того, как вода Европы превратилась в лед на более поздних стадиях удара, на поверхности Луны могли образоваться очаги воды с повышенной соленостью. Кроме того, эти карманы с соленой водой могут перемещаться вбок через ледяной панцирь Европы, таяя прилегающие области менее солоноватого льда, и, следовательно, в процессе становятся еще более солеными.
«Мы разработали способ, которым водяной карман может перемещаться вбок, и это очень важно», - сказал Штайнбрюгге. «Он может перемещаться по температурным градиентам, от холода к теплу, а не только вниз под действием силы тяжести».
Соленый драйвер
Модель предсказывает, что когда мигрирующий солевой карман достиг центра кратера Мананнан, он застрял и начал замерзать, создавая давление, которое в конечном итоге привело к образованию шлейфа, высота которого, по оценкам, превышала милю. Извержение этого шлейфа оставило отличительный знак: паучье пятно на поверхности Европы, которое было обнаружено с помощью изображений Galileo и включено в модель исследователей.
«Хотя шлейфы, образовавшиеся в результате миграции соляного кармана, не могут дать прямого представления об океане Европы, наши результаты показывают, что ледяной панцирь Европы очень динамичен», - сказала соавтор исследования Джоана Войгт, научный сотрудник Университета Аризоны, Тусон. .
Относительно небольшой размер шлейф Это указывает на то, что ударные кратеры, вероятно, не могут объяснить источник других, более крупных плюмов на Европе, которые были выдвинуты на основе данных Хаббла и Галилео, говорят исследователи. Но процесс, смоделированный для извержения Мананнана, мог произойти и на других ледяных телах - даже без удара.
«Миграция солевого кармана не является однозначно применимым к европейским кратерам», - сказал Фойгт. «Вместо этого механизм может дать объяснения для других ледяных тел, где существуют температурные градиенты».
В исследовании также представлены оценки того, насколько соленой может быть замерзшая поверхность и океан Европы, что, в свою очередь, может повлиять на прозрачность ее ледяной оболочки для радарных волн. Расчеты, основанные на изображениях, полученных с Галилео с 1995 по 1997 год, показывают, что океан Европы может быть примерно на одну пятую менее соленым, чем океан Земли - фактор, который повысит способность радиолокационного зонда миссии Europa Clipper собирать данные из его недр.
Полученные данные могут обескураживать астробиологов, надеющихся, что извергающиеся шлейфы Европы могут содержать ключи к разгадке способности внутреннего океана поддерживать жизнь, учитывая то, что шлейфы не обязательно связаны с Европой океан . Однако новая модель предлагает понимание сложных особенностей поверхности Европы, которые подвержены гидрологическим процессам, притяжению Юпитера и скрытым тектоническим силам внутри ледяной луны.
«Это делает мелкие недра - сам ледяной панцирь - гораздо более захватывающим местом для размышлений», - сказал соавтор Дастин Шредер, доцент геофизики в Стэнфорде. «Это открывает совершенно новый взгляд на то, что происходит с водой у поверхности».
Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу
Все о космосе
Данные Юноны указывают на то, что «спрайты» или «эльфы» резвятся в атмосфере Юпитера
Все о космосе
Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе
Все о космосе
Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека
Все о космосе
Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения
Все о космосе
Вода на Луне: исследования раскрывают ее тип и изобилие, что расширяет планы исследований
Все о космосе
Луна богаче водой, чем когда-то думали
Все о космосе
НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx
Все о космосе
Tupperware стреляет по звездам с помощью устройства, предназначенного для выращивания овощей в космосе
Все о космосе
SpaceX начинает развертывание Интернета Starlink, надеясь, что это профинансирует полеты на Марс
Все о космосе
| « Июнь 2023 » | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | ||