Jak określić grubość oceanu, którego nie widać, nie mówiąc już o tym, jak jest słony? Uważa się, że Europa, szósty satelita Jowisza, ma pod powierzchnią lodową ocean płynnej wody. Wiemy o tym ze względu na wyjątkowo nieszlifowaną powierzchnię i sposób, w jaki pole magnetyczne reaguje z polem Jowisza. Nowe wyniki, które uwzględniają interakcję Europy z plazmą otaczającą Jowisza - oprócz pola magnetycznego - dają nam lepszy obraz grubości i składu oceanu. Pomoże to przyszłym robotycznym odkrywcom dowiedzieć się, jak głęboko muszą tunelować, aby dotrzeć do oceanów pod nimi.
„Wiemy z pomiarów grawitacji wykonanych przez Galileo, że Europa jest ciałem zróżnicowanym. Najbardziej prawdopodobne modele wnętrza Europy mają warstwę lodową H2O o grubości 80-170 km. Jednak pomiary grawitacji nie mówią nam nic o stanie tej warstwy (stałej lub ciekłej) ”- powiedział dr Nico Schilling z Institut für Geophysik und Meteorologie w Köln, Niemcy.
Woda w oceanie Europy - podobnie jak woda w naszym własnym oceanie - jest dobrym przewodnikiem elektryczności. Kiedy przewodnik przechodzi przez pole magnetyczne, wytwarzana jest energia elektryczna, która ma wpływ na samo pole magnetyczne. To tak, jak dzieje się w generatorze elektrycznym. Proces ten nazywa się indukcją elektromagnetyczną, a jego intensywność daje wiele informacji na temat materiałów zaangażowanych w proces.
Jednak Europa nie wchodzi w interakcje tylko z polem magnetycznym pochodzącym z Jowisza; ma także interakcje elektromagnetyczne z plazmą otaczającą Jowisza, zwaną plazmą magnetosferyczną. To samo dzieje się na Ziemi w bardzo dobrze znany sposób: Ziemia ma magnetosferę, a kiedy plazma pochodząca ze Słońca wchodzi w interakcje z naszą magnetosferą, widzimy piękne zjawisko zorzy polarnej.
Proces ten, zachodzący sporadycznie, gdy Europa krąży wokół Jowisza, ma wpływ na pole indukcyjne podpowierzchniowego oceanu księżyca. Łącząc te pomiary z poprzednimi pomiarami interakcji między Europą a polem magnetycznym Jowisza, badacze mogli uzyskać lepszy obraz tego, jak gruby i jak przewodzący jest ocean Europy. Ich wyniki zostały opublikowane w artykule zatytułowanym Zmieniająca się w czasie interakcja Europy z magnetosferą jowską: Ograniczenia dotyczące przewodności oceanu podpowierzchniowego Europy, która pojawia się w wydaniu czasopisma z sierpnia 2007 r Ikar.
Badacze porównali swoje modele indukcji elektromagnetycznej Europy z wynikami pomiarów pola magnetycznego Galileo i stwierdzili, że całkowita przewodność oceanu wynosiła około 50 000 Siemens (miara przewodności elektrycznej). Jest to znacznie wyższe niż poprzednie wyniki, w których przewodnictwo wynosiło 15000 Siemens.
Jednak w zależności od składu oceanu grubość może wynosić od 25 do 100 km, co jest również grubsze niż wcześniej szacowana dolna granica 5 km. Im mniej przewodzący jest ocean, tym grubszy musi być uwzględniony zmierzony przewodnictwo, a to zależy od ilości i rodzaju soli znajdującej się w oceanie, która wciąż pozostaje nieznana.
Biorąc pod uwagę interakcje z plazmą magnetosferyczną, są ważne przy badaniu składu planet i księżyców.
Dr Schilling powiedział: „Oddziaływanie plazmy wpływa na pomiary pola magnetycznego, ale nie np. pomiary grawitacji. Tak więc w każdym przypadku w systemie Jowisza, gdzie pomiary pola magnetycznego były wykorzystywane do uzyskania informacji z wnętrza księżyców, należy wziąć pod uwagę interakcję plazmy. Przykładem jest na przykład Io, gdzie pierwsze flybys sugerowały, że Io może mieć wewnętrzne pole dynamo. Okazało się, że zmierzone zaburzenie pola magnetycznego nie było polem wewnętrznym, ale powstało w wyniku oddziaływania plazmy. ”
Europa i Io nie są jednak jedynym miejscem, w którym pola magnetyczne i interakcje plazmy mogą nam powiedzieć o naturze wnętrza planety; tę samą metodę zastosowano również do wykrycia gejzerów Enceladusa, jednego z księżyców Saturna.
„Pierwsze wskazówki dotyczące aktywnego regionu polarnego na południu pochodzą z pomiarów pola magnetycznego i symulacji interakcji plazmy, zanim Cassini rzeczywiście zobaczyła gejzery” - powiedział dr Schilling.
Wraz z odkryciem całych ekosystemów na dnie oceanów tutaj na Ziemi - ekosystemów całkowicie odciętych od światła słonecznego - odkrycie oceanów w Europie daje naukowcom nadzieję, że może tam być życie. To nowe odkrycie pomaga badaczom zrozumieć, z jakim oceanem mogliby mieć do czynienia.
Teraz musimy po prostu tunelować przez skorupę lodu i szukać siebie.
Źródło: Icarus
