Onderzoekers van de University of Washington en de University of California, Berkeley hebben experimenten uitgevoerd die de fysieke limieten voor het bestaan van vloeibaar water in ijzige buitenaardse werelden hebben gemeten. Deze mix van geowetenschap en techniek werd gedaan om te helpen bij het zoeken naar buitenaards leven en de aanstaande robotverkenning van oceanen op manen van andere planeten.
De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in Cell Reports Physical Sciences.
“Hoe stabieler een vloeistof is, hoe veelbelovender het is voor de bewoonbaarheid”, zegt co-corresponderende auteur Baptiste Journaux, een waarnemend assistent-professor aard- en ruimtewetenschappen aan de UW. “Onze resultaten laten zien dat de koude, zoute vloeistoffen onder hoge druk die in de diepe oceaan van de manen van andere planeten worden gevonden, vloeibaar kunnen blijven tot een veel lagere temperatuur dan bij lagere drukken. Dit vergroot het bereik van mogelijke habitats op ijzige manen, en zal ons in staat stellen vast te stellen waar we moeten zoeken naar biosignaturen of tekenen van leven.”
De ijzige manen van Jupiter en Saturnus – waaronder Europa, Ganymedes en Titan – zijn de belangrijkste kandidaten binnen ons zonnestelsel voor het huisvesten van buitenaards leven. Men denkt dat deze met ijs bedekte manen enorme vloeibare oceanen herbergen, tot enkele tientallen keren het volume van oceanen op aarde.
“Ondanks zijn aanduiding als het ‘blauwe marmer’, is de aarde opmerkelijk droog in vergelijking met deze werelden,” zei Journaux.
De oceanen op deze manen kunnen verschillende soorten zouten bevatten en zullen naar verwachting variëren van ongeveer 100 mijl diep, op Europa, tot meer dan 400 mijl diep, op Titan.
advertentie
“We weten dat water het leven ondersteunt, maar het grootste deel van de oceanen op deze manen is waarschijnlijk onder nul graden Celsius en bij een hogere druk dan alles wat op aarde wordt ervaren,” zei Journaux. “We moesten weten hoe koud een oceaan kan worden voordat hij volledig bevriest, ook in de diepste afgrond.”
Het onderzoek richtte zich op eutectica, oftewel de laagste temperatuur waarbij een zoute oplossing vloeibaar kan blijven voordat deze volledig bevriest. Zout en water zijn een voorbeeld — zout water blijft vloeibaar onder de vriestemperatuur van zuiver water, een van de redenen waarom mensen in de winter zout op wegen strooien om ijsvorming te voorkomen.
De experimenten maakten gebruik van UC Berkeley-apparatuur die oorspronkelijk was ontworpen voor de toekomstige cryopreservatie van organen voor medische toepassingen en voor voedselopslag. Voor dit onderzoek gebruikten de auteurs het echter om de omstandigheden te simuleren waarvan wordt aangenomen dat ze op de manen van andere planeten bestaan.
Journaux, een planetaire wetenschapper en expert op het gebied van de fysica van water en mineralen, werkte samen met UC Berkeley-ingenieurs om oplossingen van vijf verschillende zouten te testen bij een druk tot 3000 keer de atmosferische druk, of 300 megapascal – ongeveer drie keer de druk in de diepste oceaan van de aarde geul.
“Het kennen van de laagst mogelijke temperatuur voor zout water om bij hoge druk vloeibaar te blijven, is essentieel om te begrijpen hoe buitenaards leven zou kunnen bestaan en gedijen in de diepe oceanen van deze ijzige oceaanwerelden”, zei de corresponderende auteur Matthew Powell-Palm, die dat wel deed. het werk als postdoctoraal onderzoeker bij UC Berkeley, tevens mede-oprichter en CEO van het cryopreservatiebedrijf BioChoric, Inc.
Journaux begon onlangs te werken met NASA’s Dragonfly-missieteam, dat in 2027 een draagschroefvliegtuig naar de grootste maan van Saturnus, Titan, zal sturen. NASA leidt ook de Europa Clipper-missie in 2024 om Europa te verkennen, een van de vele manen die rond Jupiter draaien. Ondertussen zal de European Space Agency in 2023 zijn JUICE-ruimtevaartuig, of Jupiter Icy Moons Explorer, sturen om drie van de grootste manen van Jupiter te verkennen: Ganymedes, Callisto en Europa.
“De nieuwe gegevens die uit deze studie zijn verkregen, kunnen onderzoekers helpen bij het begrijpen van de complexe geologische processen die worden waargenomen in deze ijzige oceaanwerelden,” zei Journaux.
Andere auteurs zijn Boris Rubinsky, Brooke Chang, Anthony Consiglio, Drew Lilley en Ravi Prasher, allen verbonden aan UC Berkeley. De studie werd gefinancierd door de National Science Foundation en NASA.
Verhaalbron:
Materialen geleverd door universiteit van Washington. Origineel geschreven door Hannah Hickey. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Een planetaire wetenschapper werkte samen met ingenieurs om de fysieke limieten voor een vloeistof te meten wanneer zout water onder zeer hoge druk staat. De resultaten suggereren waar te zoeken naar buitenaards leven in de met ijs bedekte oceanen van Jupiters maan Europa en Saturnusmaan Titan.
Datum van publicatie: 4 mei 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily