Europa. Obrazový kredit: NASA Kliknite pre zväčšenie
Objav, že mesiac Jupitera Europa má pravdepodobne najchladnejší, slaný oceán pod zamrznutou ľadovou kôrou, zaradil Európu na krátky zoznam objektov v našej slnečnej sústave, ktoré by astrobiológovia chceli ďalej študovať. Na konferencii Earth System Processes II v kanadskom Calgary predniesol Ron Greeley, planetárny geológ a profesor geológie na Arizonskej štátnej univerzite vo Phoenixe v Arizone, zhrnutie toho, čo je známe o Jupitere a jeho mesiacoch a čo ešte zostáva objaviť. ,
Existuje šesť kozmických lodí, ktoré preskúmali systém Jupiter. Prvými dvoma boli kozmická loď Pioneer v 70. rokoch, ktorá letela systémom Jupiter a urobila niekoľko krátkych pozorovaní. Nasledovali kozmické lode Voyager I a II, ktoré nám poskytli prvé podrobné pohľady na galilské satelity. Väčšina informácií, ktoré sme dostali, však prišla z misie Galileo. Nedávno došlo k preletu kozmickej lode Cassini, ktorá prešla Jupiterom a urobila pozorovania na svojej ceste k Saturn, kde je momentálne v prevádzke. Avšak takmer všetko, čo vieme o geológii systému Jupiter, a najmä galilské satelity (Io, Europa, Ganymede a Callisto), pochádzalo z misie Galileo. Galileo nám poskytol neuveriteľné množstvo informácií, ktoré ešte stále analyzujeme.
K dispozícii sú štyri galilské satelity. Io, najvnútornejší, je sopečne najaktívnejší objekt v slnečnej sústave. Odvodzuje svoju vnútornú energiu z prílivového stresu v interiéri, pretože sa tlačí medzi Európou a Jupiterom. Výbušný vulkanizmus, ktorý tu vidíme, je veľmi pôsobivý. Existujú oblaky, ktoré sa vypudzujú asi 200 kilometrov (124 míľ) nad povrchom. Vidíme tiež efuzívny vulkanizmus vo forme lávových prúdov prerazených na povrch. Sú to veľmi vysoké toky tekutín. Na Io vidíme, že tieto toky sa tiahnu stovky kilometrov po povrchu.
Všetky galilské satelity sú na eliptických obežných dráhach, čo znamená, že niekedy sú bližšie k Jupiteru, inokedy sú ďalej a tlačia ich susedia. To vytvára vnútorné trenie na dostatočnej úrovni, v prípade Io, na roztavenie interiéru a „pohnanie“ sopiek. Rovnaké procesy prebiehajú aj v Európe. A pod ľadovou kôrou na Európe existuje možnosť silikátového vulkanizmu.
Ganymede je najväčší satelit v slnečnej sústave. Má vonkajšiu ľadovú škrupinu. Myslíme si, že má ľadový oceán tekutej vody nad silikátovým jadrom a možno malým vnútorným kovovým jadrom. Ganymed bol od svojho vzniku podrobený geologickým procesom. Má zložitú históriu, ktorej dominujú tektonické procesy. Vidíme kombináciu veľmi starých prvkov a veľmi mladých prvkov. Na jeho povrchu vidíme zložité obrazce faktov, ktoré prekrížujú staršie obrazce zlomenín. Povrch je rozdelený na bloky, ktoré boli posunuté okolo na prevažujúcom, zjavne tekutom vnútri. Vidíme tiež históriu dopadov z obdobia skorého bombardovania. Rozlúštenie tektonickej histórie Ganymedea je procesom.
Callisto je najvzdialenejší galilský satelit. Aj toto bolo vystavené nárazovému bombardovaniu, odrážajúc históriu skorého nárastu slnečnej sústavy všeobecne a najmä systému Jupiter. Na povrchu dominujú krátery všetkých veľkostí. Boli sme prekvapení zjavným nedostatkom veľmi malých nárazových kráterov. Vidíme veľmi malé krátery dopadajúce na jeho suseda, Ganymede; nevidíme ich na Callisto. Domnievame sa, že existuje určitý proces, ktorým sa malé krátery vymažú - ale iba vo vybraných oblastiach na Mesiaci. To je záhada, ktorá ešte nebola vyriešená: Aký je postup odstraňovania drobných kráterov v niektorých oblastiach, alebo by ich tam nemohli z nejakého dôvodu začať tvoriť? Toto je opäť téma prebiehajúceho výskumu.
O čom chcem však hovoriť predovšetkým o Európe. Európa je o veľkosti zemského mesiaca. Je to predovšetkým silikátový predmet, ale má vonkajší obal z H2O, ktorého povrch je zamrznutý. Celkový objem vody, ktorá pokrýva jej silikátový vnútro, prevyšuje všetku vodu na Zemi. Povrch tejto vody je zamrznutý. Otázka znie: Čo je pod tým mrazeným plášťom? Je tu pevný ľad až na dno, alebo je tu tekutý oceán? Myslíme si, že pod ľadovou kôrou je tekutá voda, ale to naozaj nevieme. Naše nápady sú založené na modeloch a rovnako ako všetky modely sú predmetom ďalšieho štúdia.
Dôvod, prečo si myslíme, že v Európe je tekutý oceán, je zo správania indukovaného magnetického poľa okolo Európy, ktoré bolo merané magnetometrom na systéme Galileo. Jupiter má obrovské magnetické pole. Na druhej strane indukuje magnetické pole nielen na Európe, ale aj na Ganymede a Callisto. Spôsob, akým sa indukované magnetické pole správa, je v súlade s prítomnosťou podpovrchového slaného tekutého oceánu, a to nielen v Európe, ale aj na Ganymede a Callisto.
Vieme, že povrch je vodný ľad. Vieme, že existujú nemrazové zložky, ktoré zahŕňajú rôzne soli. A vieme, že povrch bol geologicky spracovaný: bol opakovane zlomený, zahojený, rozbitý. Na povrchu vidíme aj pomerne málo nárazových kráterov. To znamená, že povrch je geologicky mladý. Európa by dnes mohla byť geologicky aktívna. Najmä obrázky jednej oblasti ukazujú povrch, ktorý bol vážne poškodený. Ľadové platne sa od seba oddelili a presunuli do nových pozícií. Medzi trhlinami vytekal materiál a potom zrejme zamrzol, a myslíme si, že by to mohlo byť jedno z miest, kde sa nachádzal horný materiál, pravdepodobne poháňaný prílivovým zahrievaním, o ktorom som hovoril predtým.
Máme sklon zabudnúť na rozsah vecí v planetárnych vedách. Ale tieto ľadové bloky sú obrovské. Keď uvažujeme o budúcom prieskume, radi by sme zostúpili na povrch a vykonali určité kľúčové merania. Musíme teda premýšľať o kozmických systémoch, ktoré by mohli pristáť v takomto teréne. Pretože práve tieto miesta môžu mať materiál získaný z ľadu, sú pre prieskum najvyššou prioritou. A predsa, ako je to často v prípade planétového prieskumu, najzaujímavejšie miesta sú najťažšie dostupné.
Čo by sme chceli vedieť? Prvým a najdôležitejším je „pojem oceánu“. Existuje alebo nie tekutá voda? Je škrupina hrubá alebo tenká? Ak je tu oceán, aká hustá je táto ľadová kôra? Toto je veľmi dôležité vedieť, keď premýšľame o objavení možného tekutého oceánu v Európe: Ak sa chceme dostať do oceánu, ako hlboko sa musíme dostať cez ľad? Aký je vek povrchu? Hovoríme „mladý“, ale je to iba relatívny pojem. Sú to tisíce, stovky tisíc, milióny alebo dokonca miliardy rokov? Modely umožňujú pomerne široké rozšírenie veku na základe frekvencie kráterov nárazov. Aké sú dnes prostredia priaznivé pre astrobiológiu? A aké boli prostredie v minulosti? Boli rovnaké alebo sa časom zmenili? Odpoveď na tieto otázky si vyžaduje nové údaje.
Ďalšia vec, ktorá podnecuje náš záujem o objavovanie galilských satelitov, sa snaží pochopiť ich geologické dejiny. Do istej miery môže byť rozmanitosť, ktorú vidíme, od Io po Europa po Ganymede a Callisto, spojená s množstvom prílivovej energie, ktorá riadi systém. Maximálna prílivová energia riadi vulkanizmus, ktorý je na Io tak dominantný. Na druhej strane extrémne veľmi malá prílivová energia na Callisto vedie k zachovaniu záznamu o kráteroch dopadov. Europa a Ganymede sú medzi týmito dvoma extrémnymi prípadmi.
Celková povrchová plocha troch ľadových mesiacov Jupitera (Europa, Ganymede a Callisto) je väčšia ako povrchová plocha Marsu a v skutočnosti je približne rovnaká ako celková zemská plocha Zeme. Keď teda diskutujeme o prieskume ľadových galilských satelitov, je potrebné pokryť veľa terénu.
Pokiaľ ide o budúce skúmanie, dovoľte mi zdieľať malú históriu. Pred tromi rokmi NASA založila projekt Prometheus. Projekt Prometheus zahŕňa vývoj jadrovej energie a jadrového pohonu, čo sa už nejaký čas vážne nepovažovalo. Prvou misiou, ktorá sa uskutočnila v projekte Prometheus, bol Jupiter Icy Moons Orbiter alebo JIMO. Cieľom bolo preskúmať tri ľadové mesiace v kontexte systému Jupiter. Bol to veľmi ambiciózny projekt. Začiatkom tohto roka bol JIMO zrušený. Zdá sa však, že tento rok bude pre Európu schválený geofyzikálny orbiter. Teraz sa zvažujú počiatočné kroky na spustenie tejto kozmickej lode. Európa je veľmi vysokou prioritou pri výskume a vzhľadom na túto prioritu sa táto misia pravdepodobne uskutoční.
Prečo nás to tak zaujíma? Keď hovoríme o astrobiológii, berieme do úvahy tri zložky života: vodu, správnu chémiu a energiu. Ich prítomnosť neznamená, že kúzla života sa niekedy stala, ale toto sú veci, ktoré považujeme za potrebné pre život. Ako som uviedol, všetky tri ľadové mesiace Jupitera sú potenciálne ciele. Európa je však najvyššou prioritou, pretože sa zdá, že má maximálnu vnútornú energiu.
Takže, najprv by sme chceli vedieť: Je tu oceán, áno alebo nie?
Aká je teda trojrozmerná konfigurácia ľadovej kôry? Vieme, že organizmy môžu žiť v zlomeninách a prasklinách v arktickom ľade. Také praskliny sa pravdepodobne vyskytujú aj v Európe a môžu to byť medzery, ktoré sú pre astrobiológiu veľmi zaujímavé.
Potom chceme zmapovať organické a anorganické povrchové kompozície. V údajoch, ktoré dnes existujú, vidíme, že povrch je heterogénny. Nie je to len čistý ľad na povrchu. Zdá sa, že v niektorých oblastiach, ktoré nie sú zmrznuté, sú oblasti bohatšie ako na iných miestach. Chceme zmapovať tento materiál.
Chceme tiež zmapovať zaujímavé povrchové prvky a identifikovať miesta, ktoré sú najdôležitejšie pre budúci prieskum vrátane pozemkov.
Potom chceme Európe porozumieť v kontexte prostredia Jupitera. Ako napríklad ovplyvňuje radiačné prostredie, ktoré ukladá spoločnosť Jupiter, povrchovú chémiu v Európe?
Nakoniec sa chceme dostať na povrch, pretože existuje veľa vecí, ktoré môžeme robiť iba z povrchu. Máme veľké množstvo údajov z misie Galileo a dúfame, že z potenciálnej misie Európa máme ešte viac, ale ide o údaje z diaľkového prieskumu. Ďalej chceme dostať na povrch pristávací modul, ktorý by mohol vykonať niektoré kritické merania pozemnej pravdy a umiestniť údaje diaľkového snímania do kontextu. A tak vo vedeckej komunite cítime, že ďalšia misia do Európy a systému Jupiter by mala mať nejaký pristávací balík. Ale či už k tomu skutočne dôjde alebo nie, zostaňte naladení!
Pôvodný zdroj: NASA Astrobiology
