Europa is een uitstekende kandidaat voor leven in ons zonnestelsel, en de diepe zoutwateroceaan fascineert wetenschappers al tientallen jaren. Maar het is omgeven door een ijzige schil die kilometers tot tientallen kilometers dik kan zijn, waardoor het een ontmoedigend vooruitzicht is om het te bemonsteren. Nu blijkt uit toenemend bewijs dat de ijsschelp misschien minder een barrière is en meer een dynamisch systeem – en een plaats van potentiële bewoonbaarheid op zich.
IJsdoordringende radarwaarnemingen die de vorming van een “dubbele richel”-functie in Groenland hebben vastgelegd, suggereren dat de ijsschelp van Europa een overvloed aan waterzakken kan hebben onder vergelijkbare kenmerken die gebruikelijk zijn op het oppervlak. De bevindingen, die op 19 april in Nature Communications verschijnen, kunnen overtuigend zijn voor het detecteren van potentieel bewoonbare omgevingen binnen de buitenkant van de Jupitermaan.
“Omdat het dichter bij het oppervlak is, waar je interessante chemicaliën uit de ruimte, andere manen en de vulkanen van Io krijgt, is er een mogelijkheid dat het leven een kans heeft als er waterzakken in de schaal zijn”, zei hoofdauteur van de studie Dustin Schroeder, een universitair hoofddocent geofysica aan de Stanford University’s School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth). “Als het mechanisme dat we in Groenland zien, is hoe deze dingen op Europa gebeuren, suggereert dit dat er overal water is.”
Een aardse analoog
Op aarde analyseren onderzoekers poolgebieden met behulp van geofysische instrumenten in de lucht om te begrijpen hoe de groei en terugtrekking van ijskappen de zeespiegelstijging kunnen beïnvloeden. Een groot deel van dat studiegebied vindt plaats op het land, waar de stroom van ijskappen onderhevig is aan complexe hydrologie – zoals dynamische subglaciale meren, smeltwatervijvers en seizoensgebonden drainageleidingen – die bijdragen aan onzekerheid in voorspellingen van de zeespiegel.
Omdat een op het land gebaseerde ondergrond zo anders is dan Europa’s ondergrondse oceaan van vloeibaar water, waren de co-auteurs van het onderzoek verrast toen ze tijdens een presentatie over Europa in een laboratoriumgroep opmerkten dat formaties die strepen op de ijzige maan lijken, extreem veel lijken op een minder belangrijk kenmerk op het oppervlak van de Groenlandse ijskap — een ijskap die de groep in detail heeft bestudeerd.
advertentie
“We werkten aan iets heel anders met betrekking tot klimaatverandering en de impact ervan op het oppervlak van Groenland toen we deze kleine dubbele ruggen zagen – en we konden zien dat de ruggen van ‘niet gevormd’ naar ‘gevormd’ gingen?” aldus Schröder.
Bij nader onderzoek ontdekten ze dat de “M”-vormige kam in Groenland, bekend als een dubbele richel, een miniatuurversie zou kunnen zijn van het meest opvallende kenmerk op Europa.
Prominent en veelvoorkomend
Dubbele richels op Europa verschijnen als dramatische sneden over het ijzige oppervlak van de maan, met toppen die bijna 300 meter reiken, gescheiden door valleien van ongeveer een halve mijl breed. Wetenschappers zijn op de hoogte van de kenmerken sinds het oppervlak van de maan werd gefotografeerd door het Galileo-ruimtevaartuig in de jaren negentig, maar hebben geen definitieve verklaring kunnen bedenken voor hoe ze zijn gevormd.
Door analyses van oppervlaktehoogtegegevens en ijsdoordringende radar verzameld van 2015 tot 2017 door NASA’s Operation IceBridge, onthulden de onderzoekers hoe de dubbele richel in het noordwesten van Groenland werd geproduceerd toen het ijs brak rond een zak met vloeibaar water onder druk dat opnieuw bevroor in de ijskap, waardoor twee pieken in de duidelijke vorm oprijzen.
advertentie
“In Groenland vormde deze dubbele richel zich op een plaats waar water van oppervlaktemeren en -stromen vaak naar het nabije oppervlak afvloeit en opnieuw bevriest”, zegt hoofdonderzoeksauteur Riley Culberg, een PhD-student in elektrotechniek aan Stanford. “Een manier waarop soortgelijke ondiepe waterzakken op Europa zouden kunnen ontstaan, zou kunnen zijn door water uit de ondergrondse oceaan door breuken in de ijsschelp te duwen – en dat zou erop wijzen dat er een redelijke hoeveelheid uitwisseling zou kunnen zijn in de ijsschelp. “
Sneeuwbalcomplexiteit
In plaats van zich te gedragen als een blok inert ijs, lijkt de schaal van Europa een verscheidenheid aan geologische en hydrologische processen te ondergaan – een idee dat wordt ondersteund door deze studie en andere, inclusief bewijs van waterpluimen die naar de oppervlakte komen. Een dynamische ijsschelp ondersteunt de bewoonbaarheid omdat het de uitwisseling tussen de ondergrondse oceaan en voedingsstoffen van naburige hemellichamen die zich op het oppervlak hebben opgehoopt, vergemakkelijkt.
“Mensen bestuderen deze dubbele ruggen nu al meer dan 20 jaar, maar dit is de eerste keer dat we iets soortgelijks op aarde hebben kunnen zien en zien hoe de natuur zijn magie uitwerkt”, zei co-auteur Gregor Steinbrügge, een planetaire wetenschapper bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), die als postdoctoraal onderzoeker aan Stanford aan het project begon te werken. “We maken een veel grotere stap in de richting van het begrijpen van welke processen de fysica en de dynamiek van Europa’s ijsschelp domineren.”
De co-auteurs zeiden dat hun verklaring voor hoe de dubbele ruggenvorm zo complex is, dat ze het niet hadden kunnen bedenken zonder de analoog op aarde.
“Het mechanisme dat we in dit document naar voren hebben gebracht, zou bijna te gedurfd en gecompliceerd zijn geweest om voor te stellen zonder het in Groenland te zien gebeuren”, zei Schroeder.
De bevindingen voorzien onderzoekers van een radarsignatuur voor het snel detecteren van dit proces van dubbele richelvorming met behulp van ijsdoordringende radar, een van de instrumenten die momenteel zijn gepland om Europa vanuit de ruimte te verkennen.
“We zijn een andere hypothese bovenop vele – we hebben gewoon het voordeel dat onze hypothese enkele waarnemingen heeft van de vorming van een soortgelijk kenmerk op aarde om het te ondersteunen,” zei Culberg. “Het opent al deze nieuwe mogelijkheden voor een zeer opwindende ontdekking.”
Schroeder is ook een faculteitsfiliaal bij het Institute for Human-Centered Artificial Intelligence (HAI), een universitair hoofddocent, met dank, van elektrotechniek en een center fellow, met dank, aan het Stanford Woods Institute for the Environment.
Dit onderzoek werd ondersteund door een National Defense Science and Engineering Graduate Fellowship en, gedeeltelijk, door NASA Grant NNX16AJ95G en NSF Grant 1745137.
Video: https://youtu.be/8YOmER50epo
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: IJsdoordringende radargegevens van Groenland suggereren dat ondiepe waterzakken veel voorkomen in de ijsschelp van Europa, waardoor de potentiële bewoonbaarheid van de ijsschelp van de Joviaanse maan toeneemt.
Datum van publicatie: 20 april 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily