Eiropa. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Atklājums, ka Jupitera mēness Europa, visticamāk, zem sasalušas apledojušas garozas ir auksts, sāļš okeāns, ievietoja Eiropu mūsu Saules sistēmas īsajā objektu sarakstā, ko astrobiologi vēlētos izpētīt tālāk. Zemes sistēmas procesu II konferencē Kalgari, Kanādā, planētu ģeologs un ģeoloģijas profesors Rons Grīlijs Arizonas štata universitātē Fīniksā, Arizonas štatā, runāja, apkopojot to, kas ir zināms par Jupiteru un tā pavadoņiem, kā arī to, kas vēl jānoskaidro. .
Ir bijuši seši kosmosa kuģi, kas izpētījuši Jupitera sistēmu. Pirmie divi bija Pioneer kosmosa kuģi 70. gados, kuri lidoja pa Jupitera sistēmu un veica dažus īsus novērojumus. Tiem sekoja Voyager I un II kosmosa kuģis, kas mums sniedza pirmos detalizētos skatus uz Galilejas satelītiem. Bet lielākā daļa mūsu iegūtās informācijas ir iegūta no Galileo misijas. Pavisam nesen bija Cassini kosmosa kuģa lidojums, kurš devās Jupitera virzienā un veica novērojumus ceļā uz Saturnu, kur tas patlaban darbojas. Bet gandrīz viss, ko mēs zinām par Jupitera sistēmas ģeoloģiju, un jo īpaši Galilejas satelīti (Io, Europa, Ganymede un Callisto), nāca no Galileo misijas. Galileo mums sniedza neticami daudz informācijas, kuru mēs joprojām analizējam.
Ir četri Galilejas satelīti. Io, visdziļākais, ir vulkāniski visaktīvākais objekts Saules sistēmā. Tā iegūst savu iekšējo enerģiju no plūdmaiņu spiediena interjerā, jo tā tiek virzīta starp Eiropu un Jupiteru. Sprādzienbīstamais vulkānisms, ko mēs tur redzam, ir ļoti iespaidīgs. Ir plūmes, kuras tiek izmestas apmēram 200 kilometru (124 jūdzes) virs virsmas. Mēs arī redzam, ka uz virsmas izplūst vulkānisms lavas plūsmas veidā. Tās ir ļoti augstas temperatūras, ļoti šķidruma plūsmas. Io mēs redzam, ka šīs plūsmas sniedzas simtiem kilometru pa visu virsmu.
Visi Galilejas satelīti atrodas eliptiskās orbītās, kas nozīmē, ka dažreiz tie ir tuvāk Jupiteram, citreiz viņi atrodas tālāk un kaimiņi tos stumj un velk. Io gadījumā tas rada pietiekamu iekšējo berzi, lai izkausētu iekšpusi un “virzītu” vulkānus. Tie paši procesi notiek arī Eiropā. Un pastāv iespēja, ka zem ledus garoza uz Europa notiek silikāta vulkānisms.
Ganimēde ir lielākais satelīts Saules sistēmā. Tam ir ārējs ledus apvalks. Mēs domājam, ka tai ir zem ledus esošs šķidra ūdens okeāns virs silikāta serdes un, iespējams, neliela iekšēja metāla serde. Ganimēde kopš tās veidošanās ir bijusi pakļauta ģeoloģiskiem procesiem. Tam ir sarežģīta vēsture, kurā dominē tektoniski procesi. Mēs redzam ļoti senu un ļoti jaunu funkciju apvienojumu. Uz tās virsmas var redzēt sarežģītus faktūru modeļus, kas šķērso vecākus lūzumu modeļus. Virsma ir sadalīta blokos, kas ir pārbīdīti pa galveno, acīmredzami šķidro, iekšpusi. Mēs redzam arī ietekmes vēsturi, kas datēta ar agrīnas bombardēšanas periodu. Ganimēdas tektoniskās vēstures atšifrēšana ir darbs, kas notiek.
Callisto ir attālākais no Galilejas satelītiem. Arī tas ir ticis pakļauts bombardēšanai triecienizturībā, atspoguļojot Saules sistēmas vispārējo agrīno uzliesmojuma vēsturi un jo īpaši Jupitera sistēmu. Virsmā dominē visu izmēru krāteri. Bet mūs pārsteidza acīmredzami ļoti niecīgu trieciena krāteru trūkums. Mēs redzam ļoti niecīgus krāterus uz tā kaimiņu Ganimēdu; mēs viņus neredzam Callisto. Mēs domājam, ka ir kāds process, kas izdzēš mazos krāterus, bet tikai atsevišķos Mēness apgabalos. Šis ir neatrisinātais noslēpums: kāds ir process, ar kuru dažos apgabalos tiek noņemti sīkie krāteri, vai, iespējams, tie kaut kādu iemeslu dēļ nebūtu izveidojušies? Arī šī ir pašreiz notiekošo pētījumu tēma.
Tomēr tas, par ko es galvenokārt gribu runāt, ir Europa. Eiropa ir apmēram tāda pati kā Zemes mēness. Tas galvenokārt ir silikāta priekšmets, bet tam ir H2O ārējais apvalks, kura virsma ir sasalusi. Ūdens kopējais tilpums, kas pārklāj tā silikāta iekšpusi, pārsniedz visu ūdeni uz Zemes. Ūdens virsma ir sasalusi. Jautājums ir šāds: kas atrodas zem šī sasalušā apvalka? Vai visā pamatnē ir ciets ledus, vai ir šķidrs okeāns? Mēs domājam, ka zem ledus garozas ir šķidrs ūdens, bet mēs to īsti nezinām. Mūsu idejas ir balstītas uz modeļiem, un tāpat kā visus modeļus, tos turpina pētīt.
Iemesls, kāpēc mēs domājam, ka uz Europa ir šķidrs okeāns, ir saistīts ar ierosinātā magnētiskā lauka izturēšanos ap Eiropu, ko mēra ar Galileo magnetometru. Jupiteram ir milzīgs magnētiskais lauks. Tas, savukārt, inducē magnētisko lauku ne tikai uz Europa, bet arī uz Ganymede un Callisto. Veids, kā uzvedās magnētiskais lauks, saskan ar zemūdens sāļa šķidra okeāna klātbūtni ne tikai Eiropā, bet arī Ganymede un Callisto.
Mēs zinām, ka virsma ir ūdens ledus. Mēs zinām, ka klāt ir komponenti, kas nav ledus, kas satur dažādus sāļus. Un mēs zinām, ka virsma ir ģeoloģiski apstrādāta: tā ir atkārtoti salauzta, sadzijusi, vairākkārt sadalīta. Mēs redzam arī salīdzinoši maz trieciena krāteru uz virsmas. Tas norāda, ka virsma ir ģeoloģiski jauna. Šodien Eiropa pat varētu būt ģeoloģiski aktīva. Īpaši viena reģiona attēlos ir redzama nopietni sadalīta virsma. Apledojušās plāksnes ir sadalītas un pārvietotas jaunās pozīcijās. Starp plaisām ir izplūdis materiāls, pēc tam acīmredzot sasalis, un mēs domājam, ka šī varētu būt viena no vietām, kur bija augšupvērsts materiāls, ko, iespējams, izraisīja plūdmaiņas sildīšana, par kuru es runāju iepriekš.
Mēs mēdzam aizmirst visu lietu mērogu planētu zinātnēs. Bet šie ledus bloki ir milzīgi. Kad domājam par turpmāko izpēti, mēs gribētu nokāpt uz zemes un veikt noteiktus galvenos mērījumus. Tāpēc mums ir jādomā par kosmosa kuģu sistēmām, kas varētu nosēsties šāda veida reljefā. Tā kā tieši šīm vietām var būt materiāls, kas iegūts no ledus, tās ir augstākā prioritāte izpētei. Un tomēr, kā tas bieži notiek planētu izpētē, visgrūtāk ir nokļūt interesantākajās vietās.
Ko mēs gribētu uzzināt? Pirmais un vissvarīgākais ir “okeāna jēdziens”. Vai pastāv šķidrs ūdens? Vai ledus apvalks ir biezs vai plāns? Ja tur ir okeāns, cik bieza ir šī ledus garoza? Tas ir ļoti svarīgi zināt, domājot par iespējamā šķidrā okeāna izpēti vietnē Europa: Ja mēs vēlamies iekļūt okeānā, cik dziļi mums jāiet cauri ledus? Kāds ir virsmas vecums? Mēs sakām “jauns”, bet tas ir tikai nosacīts termins. Vai tas ir tūkstošiem, simtiem tūkstošu, miljonu vai pat miljardiem gadu vecs? Modeļi ļauj diezgan plaši izplatīties pa gadiem, pamatojoties uz trieciena krātera biežumu. Kāda šodien ir vide, kas ir labvēlīga astrobioloģijai? Kāda bija vide iepriekš? Vai viņi bija vienādi, vai arī laika gaitā ir mainījušies? Atbildes uz šiem jautājumiem prasa jaunus datus.
Vēl viena lieta, kas izraisa mūsu interesi izpētīt Galilejas satelītus, ir mēģināt izprast viņu ģeoloģisko vēsturi. Zināmā mērā dažādību, ko mēs redzam, sākot no Io līdz Eiropai līdz Ganymede un Callisto, var saistīt ar plūdmaiņas enerģijas daudzumu, kas vada sistēmu. Maksimālā plūdmaiņu enerģija virza vulkānismu, kas tik dominē Io. Otrkārt, ļoti maza paisuma enerģija Callisto rada saglabāšanos triecienizturības ierakstā. Starp šiem diviem galējiem gadījumiem atrodas Eiropa un Ganimēde.
Trīs ledaino Jupitera pavadoņu (Europa, Ganymede un Callisto) kopējais virsmas laukums ir lielāks nekā Marsa virsmas laukums, un faktiski tas ir aptuveni līdzvērtīgs visai Zemes sauszemes virsmai. Tātad, kad mēs apspriežam apledojušo Galilejas satelītu izpēti, ir jāapseko daudz reljefa.
Kas attiecas uz turpmāko izpēti, ļaujiet man dalīties ar nelielu vēsturi. Pirms trim gadiem NASA izveidoja Prometheus projektu. Prometheus projekts ir saistīts ar kodolenerģijas attīstību un kodola piedziņu - kaut ko tādu, kas ilgu laiku netika nopietni apsvērts. Pirmā misija, kas tika nodota Prometheus projektā, bija Jupitera ledus mēness orbiters jeb JIMO. Mērķis bija izpētīt trīs ledus pavadoņus Jupitera sistēmas kontekstā. Tas bija ļoti vērienīgs projekts. Nu, šī gada sākumā JIMO tika atcelts. Izskatās, ka nākamgad Europa tiks apstiprināta ģeofiziskā orbītā. Sākotnējie soļi šī kosmosa kuģa ieviešanai tiek apsvērti. Eiropa ir ļoti augsta izpētes prioritāte, un, atzīstot šo prioritāti, šī misija, iespējams, notiks.
Kāpēc mūs tik ļoti interesē Europa? Kad mēs runājam par astrobioloģiju, mēs uzskatām trīs dzīvības sastāvdaļas: ūdeni, pareizo ķīmiju un enerģiju. Viņu klātbūtne nenozīmē, ka kādreiz ir notikusi dzīves maģiskā dzirksts, bet tās ir lietas, kuras, mūsuprāt, ir vajadzīgas dzīvei. Un tā, kā es norādīju, visi trīs Jupitera ledainie mēneši ir potenciālie mērķi. Bet Eiropa ir augstākā prioritāte, jo tai, šķiet, ir maksimāla iekšējā enerģija.
Tātad, protams, vispirms mēs gribētu zināt: vai ir okeāns, jā vai nē?
Tad kāda ir ledus garozas trīsdimensiju konfigurācija? Mēs zinām, ka organismi var dzīvot lūzumos un plaisās Arktikas ledū. Šādas plaisas, iespējams, ir arī Eiropā, un tās varētu būt nišas, kas ļoti interesē astrobioloģiju.
Tad mēs vēlamies kartēt organisko un neorganisko virsmu kompozīcijas. Mūsdienās esošajos datos mēs redzam, ka virsma ir neviendabīga. Tas nav tikai tīrs ledus uz virsmas. Ir daži apgabali, kas, šķiet, ir bagātāki ar komponentiem, kas nav ledus, nekā citās vietās. Mēs vēlamies kartēt šo materiālu.
Mēs vēlamies arī kartēt interesantas virsmas pazīmes un identificēt vietas, kas ir vissvarīgākās turpmākai izpētei, ieskaitot krastus.
Tad mēs vēlamies izprast Eiropu Jupitera vides kontekstā. Piemēram, kā Jupitera noteiktā starojuma vide ietekmē virsmas ķīmiju Eiropā?
Galu galā mēs vēlamies nolaisties virspusē, jo ir vairākas lietas, kuras mēs varam darīt tikai no virsmas. Mums ir ļoti daudz datu no Galileo misijas, un mēs ceram, ka vēl vairāk būsim no iespējamās Europa misijas, bet tie ir attālās izpētes dati. Tālāk mēs vēlamies iegūt virszemi, kas varētu veikt dažus kritiskos zemes patiesības mērījumus, lai novietotu attālās izpētes datus kontekstā. Tātad zinātnieku aprindās mēs uzskatām, ka nākamajai misijai uz Eiropu un Jupitera sistēmu vajadzētu būt kaut kādai izkrautai pakai. Bet neatkarīgi no tā, vai tas tiešām notiks vai nē, sekojiet līdzi!
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
