Model Baharu Mencadangkan bahawa Europa Mempunyai Lautan Kaya Oksigen Sangat Serupa dengan Bumi

MusytariBulan Europa adalah calon utama dalam mencari kehidupan. Bulan beku mempunyai lautan bawah permukaan, dan bukti menunjukkan ia hangat, masin dan kaya dengan kimia yang membolehkan kehidupan.

Penyelidikan baru menunjukkan bahawa bulan sedang menarik oksigen ke bawah cangkerang beraisnya, di mana ia boleh memberi makan kepada kehidupan yang sederhana.

Sama ada Europa boleh mengekalkan kehidupan di lautan bawah permukaannya sangat boleh dipertikaikan, dan perdebatan pada dasarnya terperangkap dalam neutral sehingga NASA menghantar Europa Clipper di sana.

Misi ke Europa perlu direka dengan teliti, dan NASA mendasarkan sebahagian daripada reka bentuk pada soalan khusus yang saintis ingin ditangani oleh Clipper. Kami tidak boleh menghantar kapal angkasa ke Europa dan memberitahunya untuk mencari kehidupan.

NASA mereka misi dengan soalan besar dalam fikiran, tetapi mereka hanya boleh menjawab soalan yang lebih kecil dan khusus. Oleh itu, saintis sedang mengkaji pelbagai aspek Europa dan melakukan simulasi untuk memperhalusi soalan yang mereka perlukan untuk ditanya oleh misi.

Oksigen adalah di tengah-tengah salah satu soalan itu. Ia mungkin bahagian terakhir dalam memahami kebolehbiasaan Eropah.

Europa mempunyai, atau kami fikir ia mempunyai, kebanyakan perkara yang diperlukan oleh kehidupan untuk mengekalkan dirinya. Air adalah bahan utama, dan ia mempunyai banyak air di lautan bawah permukaannya. Europa mempunyai lebih banyak air daripada lautan Bumi.

Ia juga mempunyai nutrien kimia yang diperlukan. Kehidupan memerlukan tenaga, dan sumber tenaga Europa adalah pasang surut dari Musytari, yang memanaskan bahagian dalam dan menghentikan lautan daripada membekukan pepejal. Ini adalah fakta yang cukup mantap kepada kebanyakan saintis.

Bulan beku juga mempunyai oksigen di permukaannya, satu lagi petunjuk yang menarik untuk didiami. Oksigen terhasil apabila cahaya matahari dan zarah bercas dari Musytari menyerang permukaan bulan.

Tetapi ada masalah: lapisan ais tebal Europa adalah penghalang antara oksigen dan lautan. Permukaan Europa adalah pepejal beku, jadi mana-mana hidupan mesti berada di lautannya yang luas.

Bagaimanakah oksigen boleh bergerak dari permukaan ke lautan?

Menurut surat penyelidikan baharu, kolam air masin dalam cangkerang berais Europa boleh mengangkut oksigen dari permukaan ke lautan. Surat penyelidikan adalah “Pengangkutan Oksida Ke Bawah Melalui Cengkerang Ais Europa oleh Peresapan Air Garam Didorong Ketumpatan,” diterbitkan dalam jurnal Surat Penyelidikan Geofizik.

Penulis utama ialah Marc Hesse, seorang profesor di UT Jackson School of Geosciences Department of Geological Sciences.

Kolam berair ini wujud di tempat-tempat dalam cangkerang di mana beberapa ais mencair akibat arus perolakan di lautan. Europa yang terkenal dan fotogenik keadaan muka bumi huru-hara terbentuk di atas kolam ini.

(NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill)

Bentuk muka bumi huru-hara meliputi kira-kira 25 peratus permukaan beku Europa. Rupa bumi huru-hara ialah tempat rabung, retakan, sesar dan dataran bercampur-campur.

Tiada pemahaman yang jelas tentang punca sebenar rupa bumi huru-hara, walaupun ia berkemungkinan berkaitan dengan pemanasan dan pencairan bawah permukaan yang tidak rata. Beberapa imej Europa yang paling ikonik menyerlahkan ciri pelik cantik ini.

Para saintis berpendapat lapisan ais Europa adalah kira-kira 15 hingga 25 kilometer (10 hingga 15 batu) tebal. A kajian 2011 mendapati bahawa kawasan huru-hara di Europa mungkin terletak di atas tasik air cecair yang luas sekurang-kurangnya 3 km (1.9 batu) di bawah ais.

Tasik ini tidak bersambung terus ke lautan bawah permukaan tetapi boleh mengalir ke dalamnya. Menurut kajian baru ini, tasik berair boleh bercampur dengan oksigen permukaan dan dari masa ke masa, boleh menghantar sejumlah besar oksigen ke lautan bawah permukaan yang lebih dalam.

“Penyelidikan kami meletakkan proses ini ke dalam alam yang mungkin,” berkata Hesse. “Ia menyediakan penyelesaian kepada apa yang dianggap sebagai salah satu masalah tertunggak tentang kebolehdiaman lautan bawah permukaan Europa.”

Para penyelidik menunjukkan bagaimana oksigen diangkut melalui ais dalam simulasi mereka.

IllustrationOfEuropaOxygenGeneration(Hesse et al., Geophys. Res. Lett., 2022)

Atas: Angka ini menunjukkan cara oksidan dijana dan diedarkan dalam ais permukaan Europa. Radiolisis terpercik H2O ke dalam H2 dan O, dengan O bergabung semula menjadi O2. Sebahagian daripada O2 dilepaskan ke atmosfera bulan, tetapi kebanyakannya kembali ke regolit berais dan terperangkap dalam buih. Gelembung adalah takungan dekat permukaan yang dominan untuk oksidan. Selama beribu-ribu tahun, buih boleh turun ke lautan.

Air garam yang sarat dengan oksigen bergerak ke lautan bawah permukaan dalam gelombang keliangan. Gelombang keliangan mengangkut air garam melalui ais dengan meluaskan seketika liang-liang dalam ais sebelum menutup semula dengan cepat. Selama beribu-ribu tahun, gelombang keliangan ini mengangkut air garam yang kaya dengan oksigen ke lautan.

Hubungan antara rupa bumi huru-hara dan pengangkutan oksigen tidak jelas sepenuhnya. Tetapi saintis berpendapat bahawa timbunan perolakan yang disebabkan oleh pemanasan air pasang surut sebahagiannya mencairkan ais, menjelma sebagai rupa bumi huru-hara yang bercelaru di permukaan. Ais di bawah air garam mesti cair atau separa cair untuk air garam yang kaya dengan oksigen mengalir ke lautan.

“Untuk air garam ini mengalir, ais yang mendasari mesti telap dan dengan itu sebahagiannya cair. Kajian terdahulu menunjukkan bahawa pemanasan air pasang surut meningkatkan suhu upwellings di bahagian perolakan kulit ais Europa ke takat lebur ais tulen, ” penulis pengarang. menulis.

“Memandangkan rupa bumi yang huru-hara mungkin terbentuk diapirik upwellingsadalah munasabah bahawa ais yang mendasarinya sebahagiannya cair,” surat itu berkata. Kehadiran NaCl dalam ais penghubung berkemungkinan meningkatkan pencairan.

Permukaan Europa sangat sejuk tetapi tidak cukup sejuk untuk membekukan semula dengan cepat sehingga oksigen tidak dapat diangkut dalam air garam. Di kutub bulan, suhu tidak pernah naik melebihi tolak 220 C (370 F.)

Tetapi model itu keputusan “…tunjukkan bahawa pembekuan semula di permukaan terlalu lambat untuk menahan pengaliran air garam dan menghalang penghantaran oksida ke lautan dalaman.”

Walaupun ais permukaan Europa adalah pepejal beku, ais di bawahnya adalah perolakan, yang melambatkan pembekuan. Dan beberapa kajian menunjukkan bahawa dasar laut mungkin gunung berapi.

Kajian itu berkata bahawa kira-kira 86 peratus oksigen yang diambil di permukaan Europa membuatnya ke lautan. Sepanjang sejarah bulan, peratusan itu mungkin berubah secara meluas.

Tetapi anggaran tertinggi yang dihasilkan oleh model penyelidik mencipta lautan kaya oksigen yang hampir sama dengan Bumi. Mungkinkah ada sesuatu yang hidup di bawah ais?

“Ia menarik untuk memikirkan beberapa jenis organisma aerobik yang hidup di bawah ais,” berkata pengarang bersama Steven Vance, seorang saintis penyelidikan di Makmal Penggerak Jet (JPL) NASA dan penyelia Kumpulan Dalaman Planet dan Geofiziknya.

Kevin Hand ialah salah seorang daripada ramai saintis yang berminat dengan Europa, potensinya untuk kehidupan, dan misi Europa Clipper yang akan datang. Hand ialah seorang saintis NASA/JPL yang kerjanya memfokuskan pada Europa. Dia berharap Hesse dan rakan penyelidiknya dapat menyelesaikan masalah oksigen di lautan bulan beku.

“Kami tahu bahawa Europa mempunyai sebatian berguna seperti oksigen di permukaannya, tetapi adakah bahan itu berjaya turun ke lautan di bawah, di mana kehidupan boleh menggunakannya?” dia bertanya. “Dalam kerja oleh Hesse dan rakan sekerjanya, jawapannya nampaknya ya.”

Apakah soalan yang boleh ditanya oleh Europa Clipper yang mungkin mengesahkan penemuan ini?

Clipper ialah misi pertama yang didedikasikan untuk Europa. Kami rasa kami tahu banyak perkara tentang Europa yang belum dapat kami sahkan. Clipper direka untuk menangani tiga objektif yang lebih besar:

  • Menyiasat komposisi lautan untuk menentukan sama ada ia mempunyai komponen yang diperlukan untuk mengekalkan kehidupan.
  • Siasat geologi bulan untuk memahami bagaimana permukaan terbentuk, termasuk rupa bumi huru-hara.
  • Tentukan ketebalan kulit ais dan jika terdapat air cecair di dalam dan di bawahnya. Mereka juga akan menentukan bagaimana lautan berinteraksi dengan permukaan: Adakah apa-apa di lautan naik melalui cangkerang ke atas? Adakah sebarang bahan dari permukaan mengalir ke lautan?

Titik terakhir itu bercakap tentang potensi pengangkutan oksigen dari permukaan ke lautan. Europa Clipper akan membawa sepuluh instrumen yang akan bekerjasama untuk menangani soalan-soalan ini.

The SPectrometer MAs untuk Penerokaan Planetary/Europa (MASPEX) amat menarik apabila melibatkan pengangkutan oksigen di Europa.

“MASPEX akan mendapat jawapan penting daripada gas berhampiran Europa, seperti kimia permukaan Europa, atmosfera dan lautan yang disyaki,” halaman web instrumen menerangkan. “MASPEX akan mengkaji bagaimana sinaran Musytari mengubah sebatian permukaan Europa dan bagaimana permukaan dan bahan pertukaran lautan.”

MASPEX, dan instrumen Europa Clipper yang lain, mungkin mengesahkan pengangkutan oksigen dari permukaan ke lautan, di mana kehidupan boleh menggunakannya jika hidupan wujud di sana.

Tetapi kita perlu menunggu sebentar.

Europa Clipper dijadualkan dilancarkan pada Oktober 2024 dan tidak akan sampai ke sistem Musytari sehingga 5.5 tahun kemudian. Sesampai di sana, fasa sainsnya dijangka bertahan selama empat tahun. Jadi mungkin 2034 sebelum kita mempunyai semua data.

Sementara itu, kajian seperti ini akan membangkitkan selera kita.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan oleh Alam Semesta Hari Ini. Membaca artikel asal.

We would like to give thanks to the author of this article for this remarkable web content

Model Baharu Mencadangkan bahawa Europa Mempunyai Lautan Kaya Oksigen Sangat Serupa dengan Bumi


Find here our social media profiles , as well as other pages that are related to them.https://paw6.info/related-pages/