Europa’da cryovolcanoes nasıl bulabiliriz?

1970’lerde, NASA’nın Voyager probları Jüpiter’in sisteminden geçti ve Galilean Moons olarak da bilinen en büyük aylarının resimlerini çekti. Bu resimler ve topladıkları veriler, küresel bir okyanusun Europa’nın buzlu kabuğunun altında olabileceğine dair ilk ipuçlarını sundu. Dahası, gezegen modelleri Europa’nın Jüpiter’in güçlü yerçekimi ile etkileşimlerinin ayın iç kısmında gelgit esnemesine yol açabileceğini gösterdi. Kısacası, bilim adamları Europa’nın iç kısmında yaşam için gerekli tüm malzemelere sahip olabileceğini öğrendiler.

O zamandan beri Europa, Dünya’nın ötesinde yaşam arayışında (astrobiyoloji) ana hedef olarak kabul edildi. Bu aramadaki önemli bir odak noktası, kriyovolcanizmin sonucu olan Europa’nın yüzey tüyleridir. Aktif bir kriyovolcano yakınında bir iniş konumlandırarak veya bir prob birinden uçması için bir prob göndererek, bilim adamları bu tüyleri potansiyel biyosignatürler için inceleyebilirler. NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı (JPL) liderliğindeki yeni bir çalışmada, bir bilim insanı ekibi, Europa’nın derin iç mekanından çıkan tüyleri tanımlamak için gelecekteki görevler için bir çerçeve öneriyor.

Gezegen iç mekanlarında doktora sonrası araştırmacı ve JPL’deki jeofizik grubu olan Elodie Lesage çalışmaya liderlik etti. Kendisine birden fazla JPL meslektaşına, Maryland Üniversitesi’nden araştırmacılar, Brown Üniversitesi, Nantes Université’deki Laboratoire de Planétologie et Géosciences ve NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki Gezegen Ortamları Laboratuvarı katıldı. Bulgularını açıklayan makale yakın zamanda yayınlandı. Doğa İletişimi.

Şu anda, iki astrobiyoloji misyonu Europa’ya gidiyor: NASA’nın Europa Clipper Mission ve ESA’nın Jüpiter Icy Moon Explorer (Juice). Birincisi 2030 yılına kadar gelecek ve Europa’nın yüzeyini gözlemlemeye, iç yapısını araştırmaya ve çevredeki alan ortamını karakterize etmeye başlayacak. İkincisi ertesi yıl Jüpiter’e ulaşacak ve Callisto, Ganymede ve Europa’nın benzer çalışmalarını gerçekleştirecek. Ganymede ve Callisto Jüpiter’den daha uzak olduklarından, daha az gelgit ısıtması yaşarlar, bu da daha az kriyovolcanizm ile sonuçlanırlar.

Europa’da buhar tüyleri, kubbeler, koyu birikintiler ve akış benzeri özellikler dahil olmak üzere birkaç önemli yüzey özelliği kriyovolcanizme atfedilir. Benzer şekilde, lentiküler özellikler, çift sırtlar, darbe kraterlerindeki çukurlar ve kaos arazisi Europa’nın buz kabuğundaki sıvı tuzlu su rezervuarlarına atfedilir. Yazarların da belirttiği gibi, yüzey altı rezervuarlarının yüzeye geri donmuş olan tüylerin uygulandığı basınç nedeniyle patlamalar yaşama olasılığı muhtemeldir.

Gelecekteki görevler, Europa’nın buzlu kabuğuna, yaşanabilirliğine ve evrimine yeni bakışlar sağlayarak bu özellikleri gözlemleyebilir. Püsküren malzemeler ve yeraltı sıvı rezervuarlarının incelenmesi ve karakterizasyonu, Europa’nın iç okyanusunun ayrıntılı astrobiyoloji çalışmalarının yolunu açabilir. Ancak ekip şu notları not eder:

“[E]Yeraltı rezervuarlarından kaynaklanan patlamalar, oluşum sırasında bileşimlerini temsil etmeyebilir, çünkü sıkışmış suların erimesi ve donmasının tuz reddi, tuzak, yağış ve çözünme yoluyla kimyasal bileşimlerini etkilemesi beklenmektedir. “

Gerekli olan şey, fizikokimyasal özelliklerin ve yüzey altı özelliklerinin evriminin gelişmiş bir şekilde anlaşılmasıdır. Bu, ortam buz sıcaklığı ve ~ 20-40 km (~ 12.5-25 mi) buz kabuğu içindeki derinlikten nasıl etkilendiklerini içerir. Daha önceki araştırmalara dayanan ekip, buz kabuklarının ve kriyo-magma rezervuarlarının termal, mekanik, bileşimsel ve zamansal evrimini inceleyerek geçmiş ve şimdiki kriyovolcanizmin imzalarını tanımlamaya yardımcı olan halka açık bir simülasyon modeli olan Cryolavasaurus’u sunuyor.

Bu programı kullanarak ekip, Europa’nın buz kabuğunda Briny Su Rezervuarları simülasyonları gerçekleştirdi, bu da kriyovolcanizm ve rezervuar patlamalarından spektral, termal, radar ve gravimetrik verileri tanımlamalarına izin verdi. Sonuçları, tüylerin tuzluluğunun ve tüy bölgesindeki yüzey sıcaklığı ve buz kabuğu kalınlığının birleşik ölçümlerine dayanan kriyovolcanizm ve sığ sıvı rezervuarlarından kaynaklanan patlamalar arasında ayrım yapmanın mümkün olduğunu göstermektedir.

Bu çerçeve, NASA’nın Europa Clipper Mission ve ESA’nın Jüpiter Icy Moon Explorer (Juice) dahil olmak üzere gelecekteki görevlerini Europa’ya bildirebilir. Bu görevler şu anda Jüpiter’e gidiyor ve sırasıyla 2030 ve 2031’e kadar gelecek. Bu görevler, doğrudan ayın yüzeyinde tüy aktivitesini incelemek için bir Europa Lander içeren ek astrobiyoloji görevlerinin önünü açacak. Bu görevler tarafından iade edilen veriler, yaşamın dünyanın ötesinde var olduğuna dair ilk kanıtları sağlayabilir.