Évtizedek óta az Európé, a Jupiter egyik legnagyobb holdja, a csillagok keresésének egyik lehetséges jelöltje. élet a Földön túlJeges felszíne alatt egy hatalmas, földalatti sósvíz-óceán fekszik, amely papíron számos alapvető lakhatósági összetevőt tartalmazott.
Azonban számos újabb munka, élén egy, a ...-ban megjelent tanulmánysal Nature CommunicationsMinden szempontból sokkal hidegebb képet festenek. A belső modellek azt sugallják, hogy ennek az óceánnak a tengerfenéke túl merev és geológiailag unalmas hogy biztosítsa a legellenállóbb mikrobák számára is szükséges energiát és tápanyagokat.
Egy hatalmas óceán, amely nem garantálja az életet
Az Európa jeges kérge alatt egy globális óceán fekszik, amely a legszélesebb körben elfogadott becslések szerint elérheti a ... 60 és 150 kilométer mélyenMindezt egy jégréteg borítja, kb. 15-25 kilométer vastag, a felszínen nagyon repedezett, de látszólag meglepően nyugodt fenéken nyugszik.
Bár az átmérője kb. 3.100 kilométer – valamivel kisebb, mint a Holdunk –, a számítások azt mutatják, hogy ez a sósvíz-óceán több vizet tartalmaz, mint a Föld összes óceánja együttvéveEz a szám önmagában évekig táplálta azt az elképzelést, hogy az Európa a Naprendszer egyik legígéretesebb helye az élet megtalálására.
Az új tanulmányt egy bolygótudós vezette Paul ByrneA St. Louis-i Washington Egyetem kutatója megkérdőjelezi ezt az optimista nézetet. Miután fizikai modellek segítségével rekonstruálta a Hold belsejét, és összehasonlította annak tulajdonságait a Hold tulajdonságaival, azt találta, hogy a Hold belseje valóban a legrealisztikusabb. Föld, Hold és Ió (egy másik rendkívül vulkanikus Jupiter-hold), a csapat arra a következtetésre jut, hogy az Európa alapkőzete a következő lenne: mechanikailag nagyon ellenálló, odáig menően, hogy megakadályozza a nagy tektonikus struktúrák kialakulását.
A szerzők szerint semmi sem várható azon az óceánfenéken hosszú óceánközépi hátságok, mély árkok, víz alatti vulkánok vagy aktív hidrotermális kürtőkA gyakorlatban egy hatalmas óceánnal rendelkező világgal néznénk szembe, amely egy szinte megváltoztathatatlan sziklás talajon nyugszik.
Miért kulcsfontosságú az óceánfenék a lakhatóság szempontjából?
A Földön az élet eredetével kapcsolatos számos hipotézis arra utal, hogy a tengerfenék hidrotermális fúvókáiOtt a forró kőzet és a tengervíz közötti kölcsönhatás, amelyet a lemeztektonika és a vulkanizmus vezérel, olyan kémiai vegyületeket hoz létre, mint a metán, és bőséges energiát, amely a mikroorganizmusok számára elérhető.
Byrne csapata átvitte ezt az információt az Európára, hogy kivizsgálják, vajon hasonló folyamatok zajlanak-e azon a holdon. Arra a következtetésre jutottak, hogy a Az európai tengerfenék túl merev lenne hogy tartós módon töredezzenek és megújuljanak, ami megakadályozná a Föld óceánfenékén ismert dinamikus környezetek újrateremtődését.
Byrne saját szavaival élve, ha küldhetnénk egy robot tengeralattjáró az európai óceánba, valószínűleg nem találnánk friss törések, aktív vulkánok vagy hőoszlopok alulról emelkedik. Geológiailag minden egy olyan tájra utalna, amelyet a nyugalom ural, a Föld mély ökoszisztémáit tápláló kémiai energiaforrások nélkül.
Ez a nézet egybeesik más tanulmányokkal, amelyek arra utalnak, hogy víz-kőzet reakciók Európában ezek az ökoszisztémák a tengerfenék első néhány száz méterére korlátozódnának, intenzív és folyamatos csere nélkül a sziklás belső tér és az óceán között. Egy ilyen forgatókönyv nagymértékben csökkenti a komplex ökoszisztémák kialakulásának és fenntartásának valószínűségét.
Ennek ellenére a tanulmány nem zárja ki teljesen a létezésük lehetőségét. nagyon egyszerű mikroorganizmusok bizonyos piaci résekben, de a modellek szerint a rendelkezésre álló energia mennyisége nagyon korlátozott lenne a nagy közösségek fenntartásához.
A Jupiter gravitációjának hatása (és korlátai)
A Jupiter holdjainak egyik nagy belső motorja a árapály-melegedés, ugyanaz a folyamat, amely a végletekig elhalasztva azzá válik Io a Naprendszer legvulkanikusabban aktív égitestjén. A Jupiter intenzív gravitációja folyamatosan deformálja ezt a holdat, belső hőt termelve és táplálva látványos vulkanizmusát.
Európa esetében más a helyzet. A pályája stabilabb és valamivel távolabbígy az árapály erői gyengébbek. Az új tanulmány modelljei azt mutatják, hogy ez a felmelegedés elegendő volt ahhoz, hogy hogy megakadályozzák az óceán teljes befagyásátde ez nem elég ahhoz, hogy az alapkőzetet olyan intenzitással deformáljuk, amely az erős tektonika vagy a hosszan tartó vulkanizmus aktiválásához szükséges.
A kutatók arra is rámutatnak, hogy a a kőzetmag eredeti belső hője Évmilliárdokkal ezelőtt nagyrészt eloszlhatott. Ez a hőcsökkenés magyarázná, hogy a jelenlegi óceánfenék miért tűnik ilyen stabilnak és viszonylag dinamikátlan környezetnek.
Ez a kombináció mérsékelt árapály A lehűlt mag pedig egyfajta köztes zónában hagyja az Európát: a jég alatt folyékony óceán marad, de hiányzik belőle az a geológiai gépezet, amelyet a Földön alapvetőnek tartanak a mély ökoszisztémák fenntartásához.
A kép ellentétben áll más jeges világokkal, például a Titánnal (Szaturnusz), ahol egyes modellek továbbra is egy esetleg aktívabb belső teret sugallnak, nagyon eltérő kémiai összetétellel, ami az európai és amerikai tudományos közösség egyes tagjait arra késztette, hogy… hogy elossza az élet keresésének fókuszát több jelölt között, és nem csak Európában.
Három életfeltétel… egy nagy ismeretlennel
Az asztrobiológiában gyakran hangsúlyozzák az élet három fő feltételét, ahogyan ma ismerjük: Folyékony víz, szerves vegyületek és energiaforrásPapíron Európa jól teljesíti az első két követelményt, és legalább részben a harmadikat is.
Egyrészt minden misszió és megfigyelés egyetért abban, hogy a Hold egy folyékony víz globális óceánjaMásrészt a következőket azonosították a jeges felületén: szerves molekulák ami elég valószínű, hogy a földalatti óceánban is jelen lenne.
A kérdés az energia. Az Európa Jupiter körüli pályája generál árapály-melegedés belül, de a modellek azt sugallják, hogy ez a hozzájárulás gyenge lenne a tengerfenéken. Vagyis elegendő energia lenne ahhoz, hogy megakadályozza a víz teljes befagyását, de nem elég ahhoz, hogy egy aktív tektonika vagy tartós vulkanizmus a sziklás tövében.
Ez az árnyalatnyi különbség gyökeresen megváltoztatja a lakhatóság értelmezését. Víz és szerves anyag jelenléte szükséges, de egy olyan geológiai motor nélkül, amely keveri az anyagokat, megújítja a kérget és elősegíti a folyamatos kémiai reakciókat, a... az élet kialakulásának és fenntartásának valószínűsége Minimálisra van csökkentve.
A tanulmány szerzői ragaszkodnak ahhoz, hogy eredményeik a következőkre vonatkoznak: estado tényleges Európából. Nem zárják ki, hogy a múltban a Hold belseje sokkal aktívabb lehetett, melegebb tengerfenékkel és hidrotermális kürtőkkel, amelyek korlátozott ideig képesek voltak fenntartani az ökoszisztémákat.
Vajon Európa lakhatóbb lehetett volna a múltban?
A tanulmány egyik legérdekesebb pontja az az elképzelés, hogy Európa több milliárd évvel ezelőtt talán... egy sokkal aktívabb és potenciálisan lakhatóbb világEbben a korai fázisban a magból származó maradék hő és talán az intenzívebb árapály táplálhatta a tengerfenéket hidrotermális kürtőkkel és erőteljes folyadékkeringéssel.
Ebben az esetben nem zárható ki, hogy megjelenhetnek víz- és kőzetkémián alapuló ökoszisztémákhasonlóak a Föld óceánközépi hátságainál megfigyeltekhez. Idővel azonban a belső hő fokozatos vesztesége kioltotta volna ezt a tevékenységet, így a tengerfenék a jelenlegi modellek által sugallt nyugalomba került volna.
Ha valami ilyesmi történt volna, bármely potenciális európai bioszférának lett volna korlátozott ideig hogy fejlődjenek és alkalmazkodjanak a rendelkezésre álló energia csökkenéséhez. Annak meghatározása, hogy ez a tartalék elegendő volt-e az élet kialakulásához, és hogy az élet képes-e túlélni egy egyre hidegebb világban, az egyik nagy ismeretlen, amelyre a közelgő küldetések megpróbálnak választ adni.
Ez az időbeli perspektíva azt is befolyásolja, hogy a biomarker keresés a jeges felszínen. Néhány megfigyelt struktúra, például a kaotikus terep vagy a jég megrepedtnek és átszerveződöttnek tűnő területek, nyomokat rejthetnek az óceán és a felső réteg közötti lehetséges múltbeli cserére vonatkozóan.
Ezt a vitát Európában és a kontinens más kutatóközpontjaiban is szorosan figyelemmel kísérik, mivel befolyásolja a jövőbeli tervezést. Európai missziók és együttműködések a NASA-val a tudományos célok rangsorolásakor és az eszközök kiválasztásakor.
Europa Clipper, JUICE és Európa szerepe az űrkutatásban
Bár az új kutatás csökkenti az Europa felszínén való élettel kapcsolatos várakozásokat, a hold iránti tudományos érdeklődés mit sem csökkent, sőt. Épp ellenkezőleg, olyan küldetések, mint a Európa Clipper (NASA) és GYÜMÖLCSLÉ (Európai Űrügynökség) között van ez a fagyott világ kiemelt célok.
A NASA által felbocsátott Europa Clipper űrhajó a tervek szerint 2023-ban kezdődően elrepül a Hold mellett. 2031Több tucat közeli passzt fog végrehajtani, hogy megszerezze nagy felbontású képek A küldetés célja a jégkéreg vastagságának mérése és a felszín alatti óceán részletes jellemzése. A műszerpark jégen áthatoló radarokat, magnetométereket és spektrométereket tartalmaz, amelyek képesek elemezni a felszín és az esetleges vízoszlopok kémiai összetételét.
A misszió a maga részéről GYÜMÖLCSLÉ Az ESA Jupiter ICy Moons Explorer szondája már úton van a Jupiter-rendszer felé, és várhatóan a következő évtized elején érkezik meg. Bár elsődleges célpontja a Ganymedes hold lesz, a szonda a következő objektumokat is tanulmányozni fogja: Európa és Kallisztónagyon értékes áttekintést nyújtva a Jupiter jeges holdjairól.
Európai szempontból ezek a missziók stratégiai lehetőséget jelentenek a szerep megszilárdítására. a kontinens űriparának és kutatóközpontjai, amelyek a külső Naprendszert kutatják. Spanyolország az ESA-ban való részvételén és high-tech vállalatain keresztül szintén részese ennek az elkötelezettségnek, hogy jobban megértsük a jeges világokat.
Az Europa Clipper és a JUICE által szolgáltatott adatok elengedhetetlenek lesznek annak ellenőrzéséhez, hogy a jelenlegi modellek milyen mértékben írják le pontosan egy… inert óceánfenék Vagy ha éppen ellenkezőleg, még mindig vannak meglepetések felfedeznivalók a jég alatt.
A kirajzolódó kép egy hold Sok víz, de kevés belső energiaahol a jég alatt megbúvó hatalmas óceán valószínűleg hideg és kémiailag inaktív környezet lenne. Az Európa továbbra is kiváltságos természetes laboratórium a jeges világok működésének és a lakhatósághoz valóban szükséges dolgok tanulmányozására, bár minden új adat arra utal, hogy legalábbis egyelőre a A Jupiter holdján nincs élet Vagy ha volt is ilyen, az a szakasz már régen elmaradt a történelmében.
