Icy Hot: Europas gefrorene Kruste könnte wärmer sein als wir dachten

Alle Welten außer Europa mögen uns gehören, aber das macht den eisbedeckten Mond des Jupiter nur noch faszinierender. Unter Europas dünner Eiskruste liegt ein verlockender globaler Ozean aus flüssigem Wasser in der Nähe von 100 Kilometern Tiefe – was zu mehr flüssigem Wasser führt als auf der gesamten Erdoberfläche. Flüssiges Wasser plus eine Wärmequelle (n), um es flüssig zu halten, plus die lebensnotwendigen organischen Verbindungen und… nun, Sie wissen, wohin der Denkprozess von dort aus natürlich führt.

Und jetzt stellt sich heraus, dass Europa möglicherweise noch mehr Wärmequellen hat, als wir dachten. Ja, ein großer Teil der wasserverflüssigenden Wärme Europas kommt von Gezeitenstress, der durch die massive Schwerkraft des Jupiter sowie von den anderen großen galiläischen Monden verursacht wird. Wie viel Wärme in der Eiskruste des Mondes beim Biegen entsteht, wurde bisher nur lose geschätzt. Jetzt haben Forscher der Brown University in Providence, RI und der Columbia University in New York City modelliert, wie Reibung unter Stress Wärme im Eis erzeugt, und die Ergebnisse waren überraschend.

Obwohl das 3.100 km breite Europa mit Eis bedeckt ist und technisch die glatteste Oberfläche im Sonnensystem aufweist, ist es alles andere als merkwürdig. Die gefrorene Kruste weist enorme Regionen von zerbrochenem „Chaos-Terrain“ auf und ist mit langen, sich kreuzenden Brüchen bedeckt, die mit rotbraunem Material (das eine Form von Meersalz sein kann) sowie zerknitterten, bergartigen Graten gefüllt sind, die merkwürdig frisch erscheinen .

Es wird angenommen, dass diese Grate das Ergebnis einer Form der Tektonik sind, außer nicht mit Gesteinsplatten wie auf der Erde, sondern mit sich bewegenden Platten aus gefrorenem Wasser. Aber woher die Energie kommt, die benötigt wird, um diesen Prozess voranzutreiben – und was mit all der dabei erzeugten Reibungswärme passiert – ist nicht bekannt.

"Die Menschen haben einfache mechanische Modelle verwendet, um das Eis zu beschreiben", sagte die Geophysikerin Christine McCarthy, Lamont Assistant Research Professor an der Columbia University, die die Forschung als Doktorandin an der Brown University leitete. "Sie bekamen nicht die Arten von Wärmeströmen, die diese Tektonik erzeugen würden. Deshalb haben wir einige Experimente durchgeführt, um diesen Prozess besser zu verstehen. “

Indem die Eisproben mechanisch verschiedenen Formen von Druck und Spannung ausgesetzt wurden, ähnlich den Bedingungen, die auf Europa herrschen würden, wenn es den Jupiter umkreist, stellten die Forscher fest, dass der größte Teil der Wärme innerhalb von Deformitäten im Eis und nicht zwischen den einzelnen Körnern erzeugt wird wie vorher gedacht. Dieser Unterschied bedeutet, dass es wahrscheinlich eine gibt Menge mehr Wärme bewegt sich durch die Eisschichten Europas, was sowohl sein Verhalten als auch seine Dicke beeinflussen würde.

"Diese Physik ist für das Verständnis der Dicke der europäischen Hülle von höchster Bedeutung", sagte Reid Cooper, Professor für Geowissenschaften und McCarthys Forschungspartner bei Brown. „Im Gegenzug ist die Dicke der Schale im Verhältnis zur Massenchemie des Mondes wichtig, um die Chemie dieses Ozeans zu verstehen. Und wenn du nach Leben suchst, ist die Chemie des Ozeans eine große Sache. "

Wenn es um die eisige Kruste Europas geht, gab es traditionell zwei Denklager: die dünnen und die dicken. Dünne Eisberge schätzen, dass die Mondkruste höchstens einige Kilometer dick ist – möglicherweise stellenweise sehr nahe an die Oberfläche, wenn nicht sogar vollständig durchbricht -, während diejenigen im Dick-Eis-Lager glauben, dass sie zehnmal dicker sein könnte. Obwohl es Daten gibt, die beide Hypothesen stützen, bleibt abzuwarten, welche dieser neuen Erkenntnisse am besten stützen werden.

Zum Glück müssen wir nicht lange warten, um herauszufinden, wie dick die Eiskruste des Mondes ist Ja wirklich ist. Eine kürzlich genehmigte NASA-Mission wird in den 2020er Jahren nach Europa starten, um die Oberfläche, die innere Zusammensetzung und die potenzielle Bewohnbarkeit zu untersuchen. Die Mission kann (d. H. sollte) schließen auch einen Lander ein, obwohl von welcher Mode noch bestimmt werden muss. Aber wenn die Daten dieser Mission endlich eingehen, werden viele unserer langjährigen Fragen zu dieser mystifizierenden eisigen Welt endlich beantwortet.

Die Forschungsergebnisse des Teams werden in der Ausgabe vom 1. Juni von veröffentlichtEarth and Planetary Science Letters.

Quelle: PhysOrg.com

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