In den 1970er Jahren wurde das Jupiter-System durch eine Reihe von Robotermissionen erforscht, beginnend mit dem Pionier 10 und 11 Missionen 1972/73 und die Voyager 1 und2 Missionen im Jahr 1979. Neben anderen wissenschaftlichen Zielen wurden bei diesen Missionen auch Bilder der eisigen Oberflächenmerkmale Europas aufgenommen, aus denen die Theorie hervorging, dass der Mond einen inneren Ozean hatte, der möglicherweise Leben beherbergen könnte.
Seitdem haben Astronomen auch Hinweise darauf gefunden, dass es einen regelmäßigen Austausch zwischen diesem inneren Ozean und der Oberfläche gibt, was Hinweise auf die von der Hubble-Weltraumteleskop. Und kürzlich hat ein Team von NASA-Wissenschaftlern die seltsamen Merkmale auf der Oberfläche Europas untersucht, um Modelle zu erstellen, die zeigen, wie der innere Ozean im Laufe der Zeit Material mit der Oberfläche austauscht.
Die Studie, die kürzlich in der Geophysikalische Forschungsbriefe unter dem Titel „Bandbildung und Wechselwirkung zwischen Ozean und Oberfläche auf Europa und Ganymed“ wurde von Samuel M. Howell und Robert T. Pappalardo - zwei Forschern des NASA Jet Propulsion Laboratory - durchgeführt. Für ihre Studie untersuchte das Team sowohl Ganymed als auch Europa, um festzustellen, welche Merkmale der Mondoberfläche darauf hinweisen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert haben.
Unter Verwendung der gleichen zweidimensionalen numerischen Modelle, mit denen Wissenschaftler Rätsel um die Bewegung in der Erdkruste gelöst haben, konzentrierte sich das Team auf die linearen Merkmale, die als "Bänder" und "Rillenspuren" auf Europa und Ganymed bekannt sind. Es wurde lange vermutet, dass die Merkmale tektonischer Natur sind, wo frische Ablagerungen von Meerwasser an die Oberfläche gestiegen sind und über zuvor abgelagerten Schichten gefroren sind.
Die Verbindung zwischen diesen bandbildenden Prozessen und dem Austausch zwischen dem Ozean und der Oberfläche ist jedoch bisher schwer fassbar geblieben. Um dies zu beheben, simulierte das Team mithilfe seiner numerischen 2D-Modelle Eisschalenfehler und Konvektion. Ihre Simulationen ergaben auch eine wunderschöne Animation, die die Bewegung von „fossilem“ Ozeanmaterial verfolgte, das aus den Tiefen aufsteigt und in der Basis von gefriert die eisige Oberfläche und verformt sie im Laufe der Zeit.
Während die weiße Schicht oben die Oberflächenkruste Europas ist, repräsentiert das farbige Band in der Mitte (orange und gelb) die stärkeren Abschnitte der Eisdecke. Im Laufe der Zeit führen Gravitationswechselwirkungen mit Jupiter dazu, dass sich die Eisschale verformt, die oberste Eisschicht auseinander zieht und Fehler im oberen Eis verursacht. Am unteren Rand befindet sich das weichere Eis (blaugrün und blau), das sich beim Auseinanderziehen der oberen Schichten zu drehen beginnt.
Dies führt dazu, dass sich Wasser aus dem inneren Ozean Europas, das mit den weicheren unteren Schichten der Eisschale in Kontakt steht (dargestellt durch weiße Punkte), mit dem Eis vermischt und langsam an die Oberfläche transportiert wird. Wie sie in ihrer Arbeit erklären, kann der Prozess, bei dem dieses „fossile“ Ozeanmaterial in der Eisschale Europas eingeschlossen wird und langsam an die Oberfläche steigt, Hunderttausende von Jahren oder länger dauern.
Wie sie in ihrer Studie feststellen:
„Wir stellen fest, dass sich innerhalb eines Spektrums von Extensionsgebieten unterschiedliche Bandentypen bilden, die mit der Lithosphärenstärke korrelieren und von der Dicke und Kohäsion der Lithosphäre abhängen. Darüber hinaus stellen wir fest, dass glatte Bänder, die in einer schwachen Lithosphäre gebildet werden, die Exposition von fossilem Ozeanmaterial an der Oberfläche fördern. “
In dieser Hinsicht fungiert dieses fossile Material, sobald es die Oberfläche erreicht, als eine Art geologische Aufzeichnung, die zeigt, wie der Ozean vor Millionen von Jahren war und nicht wie er heute ist. Dies ist sicherlich von Bedeutung, wenn es um zukünftige Missionen nach Europa wie die der NASA geht Europa Clipper Mission. Dieses Raumschiff, das voraussichtlich in den 2020er Jahren starten wird, wird das erste sein, das ausschließlich Europa untersucht.
Zusätzlich zur Untersuchung der Zusammensetzung der Oberfläche Europas (die uns mehr über die Zusammensetzung des Ozeans erzählen wird) wird das Raumschiff Oberflächenmerkmale auf Anzeichen aktueller geologischer Aktivität untersuchen. Darüber hinaus beabsichtigt die Mission, nach Schlüsselverbindungen im Oberflächeneis zu suchen, die auf das mögliche Vorhandensein von Leben im Inneren hinweisen (d. H. Biosignaturen).
Wenn das, was diese neueste Studie zeigt, wahr ist, dann werden das Eis und die Verbindungen, die der Europa Clipper untersuchen wird, im Wesentlichen „Fossilien“ von Hunderttausenden oder sogar Millionen von Jahren sein. Kurz gesagt, alle Biomarker, die das Raumschiff erkennt - d. H. Anzeichen potenziellen Lebens - werden im Wesentlichen datiert. Dies muss uns jedoch nicht davon abhalten, Missionen nach Europa zu schicken, denn selbst Beweise für vergangene Leben wären bahnbrechend und ein gutes Indiz dafür, dass es dort heute noch Leben gibt.
Umso notwendiger ist ein Lander, der die Federn Europas erkunden kann, oder vielleicht sogar ein Europa-U-Boot (Kryoboter)! Wenn es Leben unter der eisigen Oberfläche Europas gibt, sind wir entschlossen, es zu finden - vorausgesetzt, wir kontaminieren es dabei nicht!
