Europa. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Odkritje, da ima Jupitrova luna Evropa najverjetneje hladen, slani ocean pod svojo ledeno skorjo, je Evropo uvrstilo na ožji seznam predmetov v našem osončju, ki bi jih radi podrobneje preučili astrobiologi. Na konferenci Earth System Proces II v Calgaryju v Kanadi je Ron Greeley, planetarni geolog in profesor geologije na ameriški univerzi Arizona v Phoenixu v Arizoni, spregovoril o tem, kaj je znano o Jupitru in njegovih lunah in kaj še ni treba odkriti. .
Obstajalo je šest vesoljskih plovil, ki so raziskovala sistem Jupiter. Prva dva sta bila vesoljska plovila Pioneer v 70. letih prejšnjega stoletja, ki so letela po sistemu Jupiter in podala nekaj kratkih opazk. Sledila sta vesoljska plovila Voyager I in II, ki sta nam dala prve podrobne poglede na galilejske satelite. Toda večina informacij, ki jih imamo, je prišla iz misije Galileo. Pred kratkim je bil letalec vesoljskega plovila Cassini, ki ga je šel Jupiter in opazoval svojo pot v Saturn, kjer trenutno deluje. Toda skoraj vse, kar vemo o geologiji sistema Jupiter, zlasti o Galilejskih satelitih (Io, Europa, Ganymede in Callisto), je izhajalo iz misije Galileo. Galileo nam je dal neverjetno bogastvo informacij, ki jih še danes analiziramo.
Obstajajo štirje galilejski sateliti. Io, najbolj notranji, je vulkansko najbolj aktiven objekt v osončju. Svojo notranjo energijo črpa iz napetosti plimovanja v notranjosti, ko jo med Evropo in Jupitrom vleče vleko. Eksplozivni vulkanizem, ki ga vidimo tam, je zelo impresiven. Obstajajo plitve, ki se vržejo približno 200 kilometrov nad površino. Vidimo tudi izliven vulkanizem v obliki lave, ki izvira na površje. To so zelo visokotemperaturni, zelo tekoči tokovi. Na Iou vidimo, da se ti tokovi širijo na stotine kilometrov po površini.
Vsi Galilejski sateliti so v eliptični orbiti, kar pomeni, da so včasih bližje Jupitru, drugič so bolj oddaljeni in jih sosedje potisnejo. To ustvarja notranje trenje na zadostne ravni, v primeru Io, da se v notranjosti stopi in "poganja" vulkane. Enaki procesi se dogajajo v Evropi. In obstaja možnost, da se pod ledeno skorjo na Evropi nahaja silikatni vulkanizem.
Ganymede je največji satelit v osončju. Ima zunanjo ledeno lupino. Mislimo, da ima pod ledeni ocean tekoče vode nad silikatnim jedrom in morda majhno notranje kovinsko jedro. Ganymede je bil od nastanka podvržen geološkim procesom. Ima zapleteno zgodovino, v kateri prevladujejo tektonski procesi. Vidimo kombinacijo zelo starih lastnosti in zelo mladih lastnosti. Na njeni površini lahko opazimo kompleksne vzorce frakture, ki presekajo starejše vzorce zloma. Površina je zlomljena na bloke, ki so bili premaknjeni na prevladujočo, na videz tekočo notranjost. Prav tako vidimo zgodovino vplivov iz obdobja zgodnjega bombardiranja. Razkrivanje tektonske zgodovine Ganymedeja je trenutno v teku.
Callisto je najbolj oddaljen od Galilejskih satelitov. Tudi ta je bila podvržena udarnim bombardiranjem, kar odraža zgodovino zgodnjega akcesije sončnega sistema na splošno in zlasti sistema Jupiter. Na površini prevladujejo kraterji vseh velikosti. A presenetilo nas je očitno pomanjkanje zelo drobnih kraterjev. Vidimo zelo drobcene kraterje na soseda Ganymedeja; na Callisti jih ne vidimo. Menimo, da je nekaj postopka brisanje majhnih kraterjev, vendar le na izbranih območjih na Luni. To je skrivnost, ki še ni bila razrešena: Kakšen je postopek, ki odstranjuje drobcene kraterje na nekaterih območjih ali pa se morda ne bi iz katerega koli razloga oblikovali tam? Spet je to tema tekočih raziskav.
Vseeno pa želim govoriti o Evropi. Europa približno meri velikost Zemljine lune. To je predvsem silikatni predmet, vendar ima zunanjo lupino H2O, katere površina je zmrznjena. Skupna količina vode, ki pokriva njegovo silikatno notranjost, presega vso vodo na Zemlji. Površina te vode je zamrznjena. Vprašanje je: Kaj je pod to zamrznjeno lupino? Je trden led vse do dna ali je tekoč ocean? Mislimo, da je pod ledeno skorjo tekoča voda, vendar tega zagotovo ne vemo. Naše ideje temeljijo na modelih in tako kot vsi modeli so predmet nadaljnjega preučevanja.
Razlog, za katerega menimo, da je na Evropi tekoč ocean, je posledica obnašanja magnetnega polja okoli Evrope, ki ga je meril magnetometer na Galileu. Jupiter ima ogromno magnetno polje. Po drugi strani povzroča magnetno polje, ne samo na Evropi, temveč tudi na Ganymede in Callisto. Način vedenja induciranega magnetnega polja je skladen s prisotnostjo podzemnega slanega tekočega oceana, ne samo na Evropi, temveč tudi na Ganymedeju in Callistu.
Vemo, da je površina vodni led. Vemo, da obstajajo neledene komponente, ki vključujejo razne soli. In vemo, da je bila površina geološko obdelana: večkrat se je zlomila, zacelila, razbila. Prav tako vidimo razmeroma malo udarnih kraterjev na površini. To pomeni, da je površina geološko mlada. Europa bi bila lahko danes celo geološko aktivna. Zlasti slike ene regije prikazujejo površino, ki je bila močno razbite. Ledene plošče so razpadle in prestavile v nove položaje. Med razpokami je material izginil, nato pa se navidezno zamrznil in mislimo, da bi to lahko bilo eno od krajev, kjer je bilo materiala, ki ga je treba obarvati, morda zaradi gretja plimovanja, o katerem sem govoril prej.
Navadno pozabljamo na obseg stvari v planetarnih znanostih. Ampak teh ledenih blokov je ogromno. Ko razmišljamo o prihodnjem raziskovanju, bi radi stopili na površje in izvedli določene ključne meritve. Torej moramo razmišljati o sistemih vesoljskih plovil, ki bi lahko pristali na tovrstnem terenu. Ker so na teh krajih morda materiali, pridobljeni izpod ledu, so največja prednostna naloga za raziskovanje. In vendar, kot je to pogosto pri raziskovanju planetov, je do najzanimivejših krajev najtežje priti.
Kaj bi torej radi vedeli? Prvo in najbolj temeljno je "pojem oceana." Ali tekoča voda obstaja ali ne? Je ledena lupina debela ali tanka? Če je tam ocean, kako debela je ta ledena skorja? To je zelo pomembno vedeti, ko razmišljamo o raziskovanju možnega tekočega oceana na Evropi: Če želimo priti v ocean, kako globoko moramo iti skozi led? Kakšna je starost površine? Pravimo "mladi", vendar je to le sorazmerno izraz. Ali je stara več tisoč, sto tisoč, milijonov ali celo milijard let? Modeli omogočajo precej širjenje v starosti, na podlagi frekvence udarnih kraterjev. Kakšna so danes okolja, ki so naklonjena astrobiologiji? In kakšna so bila okolja v preteklosti? So bili isti ali so se skozi čas spreminjali? Odgovori na ta vprašanja zahtevajo nove podatke.
Druga stvar, ki spodbuja naše zanimanje za raziskovanje galilejskih satelitov, je poskušanje razumevanja njihove geološke zgodovine. Raznolikost, ki jo opazimo, od Ioa do Evrope do Ganymedeja in Callista, lahko do neke mere povežemo s količino energije plimovanja, ki poganja sistem. Največja energija plimovanja poganja vulkanizem, ki tako prevladuje na Io. Na drugi skrajnosti pa je zelo malo energije plimovanja na Callisti ohranilo zapis o ustvarjanju udarcev. Europa in Ganymede sta med tema dvema skrajnima primeroma.
Skupna površina treh ledenih lun Jupitra (Europa, Ganymede in Callisto) je večja od površine Marsa in dejansko približno ustreza celotni površini Zemlje. Ko razpravljamo o raziskovanju ledenih galilejskih satelitov, je treba pokriti veliko terena.
Kar se tiče prihodnjega raziskovanja, naj delim malo zgodovine. Pred tremi leti je NASA ustanovila projekt Prometheus. Projekt Prometej vključuje razvoj jedrske energije in jedrskega pogona, kar se že dolgo ne obravnava resno. Prva misija, ki je bila vključena v projekt Prometeja, je bil Jupiter Icy Moons Orbiter ali JIMO. Cilj je bil raziskati tri ledene lune v okviru sistema Jupiter. To je bil zelo ambiciozen projekt. No, v začetku tega leta je bil JIMO odpovedan. A videti je, da bo v tem letu prišlo do odobritve geofizičnega orbitala za Evropo. Začetni koraki za začetek tega vesoljskega plovila so v obravnavi. Europa je zelo velika prednostna naloga za raziskovanje, in če priznamo to prednostno nalogo, se bo ta misija verjetno zgodila.
Zakaj nas tako zanima Evropa? Ko govorimo o astrobiologiji, upoštevamo tri sestavine za življenje: vodo, pravo kemijo in energijo. Njihova prisotnost še ne pomeni, da se je čarobna iskrica življenja kdaj zgodila, ampak to so stvari, za katere mislimo, da so potrebne za življenje. In tako sem, kot sem poudaril, vse tri Jupitrove ledene lune potencialne tarče. Toda Europa je največja prednostna naloga, saj se zdi, da ima največ notranje energije.
Seveda bi najprej radi vedeli: Ali obstaja ocean, da ali ne?
Kaj je potem tridimenzionalna konfiguracija ledene skorje? Vemo, da lahko organizmi živijo v zlomih in razpokah arktičnega ledu. Takšne razpoke so verjetno prisotne tudi v Evropi in bi lahko predstavljale niše, ki bi jih astrobiologija zelo zanimala.
Nato želimo preslikati organske in anorganske sestavke površin. V današnjih podatkih vidimo, da je površina heterogena. To ni samo čisti led na površini. Obstaja nekaj območij, ki se zdijo bogatejša za neledene sestavine kot drugi kraji. To gradivo želimo preslikati.
Prav tako želimo preslikati zanimive površinske značilnosti in določiti kraje, ki so najpomembnejši za prihodnje raziskovanje, vključno z odlagališči.
Nato želimo Evropo razumeti v kontekstu Jupitrovega okolja. Na primer, kako sevalno okolje, ki ga je vsiljeval Jupiter, vpliva na površinsko kemijo na Evropi?
Navsezadnje se želimo spustiti na površje, saj obstaja več stvari, ki jih lahko naredimo samo s površine. Imamo veliko bogastvo podatkov iz misije Galileo in upamo, da jih bomo imeli še več od potencialne misije Europa, vendar gre za podatke na daljinsko zaznavanje. Nato želimo na površino priti do zemlje, ki bi lahko izvedla nekaj kritičnih meritev resnice, da bi podatke oddaljenega zaznavanja postavili v kontekst. In tako znotraj znanstvene skupnosti menimo, da bi morala naslednja misija v Evropi in sistemu Jupiter imeti nekakšen pristaniški paket. Toda ali se bo to dejansko zgodilo ali ne, ostanite na tekočem!
Izvirni vir: NASA Astrobiology
