Jupiters Mond Europa ist eine faszinierende Welt. Es ist der glatteste Körper im Sonnensystem und der sechstgrößte Mond im Sonnensystem, obwohl es der kleinste der vier galiläischen Monde ist. Am faszinierendsten ist der unterirdische Ozean Europas und das Potenzial für Bewohnbarkeit.
Der wissenschaftliche Konsens ist, dass Europa einen unterirdischen Ozean unter seiner außergewöhnlich glatten, eisigen Oberfläche hat. Die Kruste wird auf eine Dicke zwischen 10 und 30 km geschätzt, und der Ozean darunter könnte etwa 100 km tief sein. Wenn dies zutrifft, beträgt das Volumen des europäischen Ozeans etwa das Zwei- oder Dreifache des Volumens der Ozeane der Erde.
Das Innere Europas wird durch Gezeitenerwärmung und möglicherweise durch radioaktiven Zerfall von Elementen in seinem felsigen Mantel warm gehalten. Studien zeigen jedoch, dass der radioaktive Zerfall allein nicht ausreicht, um die Wärme in Europa zu erzeugen. Was auch immer die genaue Wärmequelle ist, es reicht aus, um den unterirdischen Ozean zu erzeugen.
Es ist wahrscheinlich ein Salzwasser-Ozean, der für die Bewohnbarkeit wichtig ist. Anfänglich glaubten Wissenschaftler, dass die Salzigkeit von Magnesiumchlorid herrührt, bei dem es sich im Grunde um Bittersalz handelt. Eine neue Studie von Wissenschaftlern von Caltech / JPL zeigt jedoch, dass es sich möglicherweise nicht um Magnesiumchlorid handelt, sondern um Natriumchlorid, dieselbe Art von Salz, die die Ozeane der Erde salzig macht.
Die neue Studie heißt "Natriumchlorid auf der Oberfläche Europas" und wurde in der 12. Juni-Ausgabe von Science Advances veröffentlicht. Die Autoren sind Samantha Trumbo, Michael Brown und Kevin Hand. Trumbo ist der Hauptautor des Papiers.
Die Entdeckung stammt aus Hubble-Beobachtungen der Oberfläche Europas. Es gibt gelbliche Bereiche auf der Mondoberfläche, die bisher etwas mysteriös geblieben sind.
Die Oberfläche Europas ist eine geologisch junge Eisschale. Alles, was sich an der Oberfläche befindet, kommt wahrscheinlich vom Meer unten. Das und die Risse und Brüche in der Eisschale haben die Wissenschaftler zu der Annahme veranlasst, dass sich dort ein Ozean befindet. Ein Ozean, der reich an Sulfatsalzen ist.
Neue Spektraldaten des Keck-Observatoriums deuteten jedoch darauf hin, dass die Salze auf der Oberfläche keine Magnesiumsulfate waren. Absorptionslinien, die auf das Vorhandensein von Magnesiumsulfaten hinweisen, fehlten in den Keck-Daten. Diese Salztypen haben sehr ausgeprägte Absorptionslinien und waren einfach nicht da. Wissenschaftler dachten, dass sie möglicherweise Natriumchlorid an der Oberfläche sehen, aber das Problem ist, dass Natriumchlorid seine Anwesenheit im Infrarot nicht bekannt macht.
"Wir dachten, wir könnten Natriumchloride sehen, aber sie sind im Infrarotspektrum im Wesentlichen ohne Merkmale", sagt Mike Brown, Richard und Barbara Rosenberg, Professor für Planetenastronomie an der Caltech und Co-Autor des Fortschritte in der Wissenschaft Papier.
Ein Kollege von Brown und später Mitautor des neuen Papiers hatte jedoch einen Einblick in das Problem.
"Natriumchlorid ist ein bisschen wie unsichtbare Tinte ..."
Kevin Hand, JPL, Co-Autor.
Sein Name ist Kevin Hand von JPL. Er hatte Ozeansalze in einem Labor unter europaweiten Bedingungen bestrahlt. Er stellte fest, dass sich Natriumchlorid nach der Bestrahlung im sichtbaren Licht zeigte, indem es seine Farbe änderte. Die Farbe, in die es sich geändert hat? Sie haben es erraten: gelb. Genau wie in der gelben Region auf Europas Oberfläche, genannt Tara Regio.
„Natriumchlorid ist ein bisschen wie unsichtbare Tinte auf der Oberfläche Europas. Vor der Bestrahlung kann man nicht sagen, dass es dort ist, aber nach der Bestrahlung springt die Farbe direkt auf Sie zu “, sagt Hand, Wissenschaftler bei JPL und Mitautor des Fortschritte in der Wissenschaft Papier.
„Niemand hat zuvor sichtbare Wellenlängenspektren von Europa aufgenommen, die eine solche räumliche und spektrale Auflösung hatten. Das Galileo Raumschiff hatte kein sichtbares Spektrometer. Es gab nur ein Nahinfrarotspektrometer “, sagt die Caltech-Doktorandin Samantha Trumbo, die Hauptautorin des Papiers.
Das Trio von Wissenschaftlern wandte sich dann dem Hubble-Weltraumteleskop zu, um die Idee voranzutreiben. Sie richteten den Hubble auf Europa und fanden eine Absorptionslinie im sichtbaren Spektrum, die perfekt zum bestrahlten Salz passte. Dies bestätigte das Vorhandensein von bestrahltem Natriumchlorid auf Europa. Und die wahrscheinliche Quelle dafür ist der unterirdische Ozean.
"Wir konnten diese Analyse in den letzten 20 Jahren mit dem Hubble-Weltraumteleskop durchführen", sagt Brown. "Es ist nur so, dass niemand daran gedacht hat zu schauen."
Dies ist ein starker Beweis für einen unterirdischen Ozean mit Natriumchlorid wie die Ozeane der Erde. Aber es ist kein Slam Dunk. Es könnte ein Hinweis auf verschiedene Materialien in der Eiskruste sein.
In jedem Fall zeigt die Studie mehr Intrigen rund um Europa.
Wie die Autoren am Ende ihrer Arbeit sagen: "Unabhängig davon, ob das beobachtete NaCl in direktem Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Ozeans steht, erfordert sein Vorhandensein eine Neubewertung unseres Verständnisses der Geochemie Europas."
Wenn das Salz im Ozean Magnesiumsulfat ist, könnte es von den Felsen auf dem Meeresboden in den Ozean ausgelaugt sein. Aber wenn es Natriumchlorid ist, ist das eine andere Geschichte.
"Magnesiumsulfat wäre einfach von Felsen auf dem Meeresboden in den Ozean ausgelaugt worden, aber Natriumchlorid könnte darauf hinweisen, dass der Meeresboden hydrothermal aktiv ist", sagt Trumbo. "Das würde bedeuten, dass Europa ein geologisch interessanterer Planetenkörper ist als bisher angenommen."
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Quellen:
- Pressemitteilung: Auf Europa entdeckte Tafelsalzverbindung
- Forschungsbericht: Natriumchlorid auf der Oberfläche Europas
- Space Magazine: Ein atomgetriebener Tunnelroboter, der auf Europa nach Leben suchen könnte
