24 november 2020

Geisers van Jupiter’s maan Europa ontstaan mogelijk niet in ondergrondse oceaan

Europa is één van de vier grote Galileïsche manen van Jupiter, en in grootte, de zesde maan van ons zonnestelsel. Een team planetair onderzoekers afkomstig van Stanford, NASA’s Ames lab en Stanford. onder leiding van Gregor Steinbrügge, heeft ontdekt dat de geisers van Europa, welke waterdamp spuiten, waarschijnlijk niet afkomstig zijn vanuit de wereldwijd omspannende ondergrondse oceaan die, zo wordt er verondersteld, aanwezig is op Europa. Europa’s oppervlak is bedekt met een ijzige mantel, er is weinig hoogteverschil en kratervorming. Onder het oppervlak, dat zo’n 20 km diep is, vermoedt men een vloeibare oceaan van water, daaronder zit silicaatrots en een ijzeren kern. Op Europa is sprake van tektoniek, teken dat deze maan geologisch actief is. Vanwege de mogelijke aanwezigheid van vloeibaar water, wordt Europa ook wel als veelbelovende plek gezien in het zonnestelsel voor het aantreffen van buitenaards leven, mogelijk in de pluimen van de geisers, hiervan vermoedde men dat deze hun origine kennen in de oceaan en zo sporen van leven, via geisers naar buiten spuiten. Maar het nieuwe onderzoek, geplaatst 5 november in Geophysical Research Letters*, leidde tot andere conclusies.

Europa geisers, artistieke impressie Credits; NASA’s Goddard Flight Center

Europa’s ijzig oppervlak vertoont een lijnpatroon dat ontstaan zou kunnen zijn door cryovulkanisme of geisers. Door de getijdenkrachten van Jupiter kunnen barsten ontstaan in de korst van Europa. Hoewel Europa steeds hetzelfde halfrond naar Jupiter toekeert, komen de lijnen toch over heel het oppervlak voor. Dit is te verklaren indien de ijskorst sneller draait dan de vaste kern en hieruit veronderstelt men dat een vloeibare oceaan tussen het ijsoppervlak en de vaste kern aanwezig is. In 2012 zag Hubble iets wat leek op geisers die uit de zuidpool barsten, en verder bewijs hiervoor werd verzameld in vervolgstudies in 2016 en 2018. Men meende dat deze waterdamppluimen vanuit de oceaan naar boven kwamen en mogelijk vitale mineralen en andere aanwijzingen voor leven zouden bevatten welke ze in de ruimte en over Europa’s ijskoude oppervlak zouden kunnen verspreiden. Toekomstige missies zouden dit fenomeen goed kunnen bestuderen.

Het nieuwe onderzoek van Steinbrügge’s team heeft simulaties gemaakt betreffende het ontstaan Europa’s waterdamppluimen, waarvan men altijd vermoedde dat ze vanuit de diepe oceaan kwamen. Maar komen ze echt wel uit de oceaan? Die vraag zou, volgens dit team, helaas wel eens ‘nee’ kunnen luiden. De wetenschappers concludeerden uit de computersimulaties dat de geisers afkomstig zijn van veel ondiepere meren. Te beginnen met beelden van de Galileo-sonde, die Europa eind jaren negentig en begin jaren 2000 observeerde, ontwikkelde het team een model dat de oorzaak van de pluimen kon verklaren. Men concentreerde zich op een 29 km diepe krater genaamd Manannán, die een spinvorm heeft dat een sterke aanwijzing is dat er zich hier ooit een waterdampluim bevond. Volgens het model zou de inslag die de krater veroorzaakte een groot deel van het ijs op zijn pad hebben gesmolten en zou het centrum van Manannán een tijdje relatief warm zijn geweest, voordat het weer afkoelde. Zout water zou in verspreide reservoirs ‘pockets’ onder het oppervlak hebben kunnen blijven bestaan, en het team toonde aan dat deze kleine meren zijwaarts door het ijs konden bewegen van koudere naar warmere gebieden. Als gevolg hiervan zou uiteindelijk al het water zich in het midden van de krater hebben verzameld.

“We hebben een manier ontwikkeld waarop een waterreservoir lateraal kan bewegen – en dat is erg belangrijk”, zei hoofdonderzoeker Gregor Steinbrügge. “Het kan langs thermische gradiënten bewegen, van koud naar warm, en niet alleen in de neerwaartse richting aangetrokken door de zwaartekracht.” Na verloop van tijd zou dat centrale meer ook beginnen te bevriezen, waardoor het resterende water onder druk zou komen te staan totdat het uitbarstte in een pluim van meer dan zo’n 1,5 km hoog. Dat model heeft een aantal implicaties voor Europa als geheel. Joanna Voigt, co-onderzoeker stelde: “Hoewel pluimen gegenereerd door pekelreservoirmigratie geen direct inzicht zouden geven in de oceaan van Europa, suggereren onze bevindingen dat de ijslaag van Europa zelf erg dynamisch is.” Het team erkent dat dit mechanisme niet al Europa’s geisers, met name de grotere, kan verklaren. De onderzoekers konden verder ook inschatten hoe zout de oceaan en het ijs waren. Volgens hun berekeningen bevat de oceaan van Europa mogelijk slechts een vijfde van het zoutgehalte van de aardse oceanen. De studie biedt al met al meer inzicht in enkele aspecten van Europa, handig voor toekomstige verkenning van deze ijzige maan, waaronder de ESA JUICE-missie en de door NASA voorgestelde Europa Clipper-missie die momenteel gepland is voor 2025.** Conclusie, enerzijds hoeven de pluimen niet noodzakelijk mineralen en tekenen van buitenaards leven te verspreiden, anderzijds zou de lager dan verwachte zoutheid het voor de radar van ruimtesondes gemakkelijker kunnen maken om het ijs te penetreren. Bronnen: New Atlas / Stanford / Goddard Space Flight Center NASA

*https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL090797

**JUICE en Europa Clipper; beiden zullen in een baan rond Jupiter blijven (op het einde van haar missie zal JUICE in een baan rond de maan Ganymedes gaan), van waaruit ze de Galileïsche manen gaan bestuderen op afstand. De metingen en beelden worden verwacht vanaf 2030. 

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.