Wie bestimmen Sie die Dicke eines Ozeans, die Sie nicht sehen können, geschweige denn wissen, wie salzig es ist? Europa, der sechste Satellit von Jupiter, soll unter seiner eisigen Oberfläche einen Ozean aus flüssigem Wasser haben. Wir wissen dies aufgrund seiner bemerkenswert unkraterierten Oberfläche und der Art und Weise, wie sein Magnetfeld mit dem von Jupiter reagiert. Neue Ergebnisse, die die Wechselwirkung Europas mit dem Plasma um Jupiter berücksichtigen - zusätzlich zum Magnetfeld - geben uns ein besseres Bild der Dicke und Zusammensetzung des Ozeans. Auf diese Weise können zukünftige Roboterforscher erkennen, wie tief sie tunneln müssen, um die darunter liegenden Ozeane zu erreichen.
„Wir wissen aus Schwerkraftmessungen von Galileo, dass Europa ein differenzierter Körper ist. Die plausibelsten Modelle des europäischen Innenraums haben eine H2O-Eisschicht mit einer Dicke von 80-170 km. Die Schwerkraftmessungen sagen jedoch nichts über den Zustand dieser Schicht (fest oder flüssig) aus “, sagte Dr. Nico Schilling vom Institut für Geophysik und Meteorologie in Künn.
Das Wasser im europäischen Ozean - genau wie das Wasser in unserem eigenen Ozean - ist ein guter Stromleiter. Wenn ein Leiter ein Magnetfeld durchläuft, wird Elektrizität erzeugt, die sich auf das Magnetfeld selbst auswirkt. Es ist genau so, wie es in einem elektrischen Generator passiert. Dieser Prozess wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet, und die Intensität der Induktion gibt viele Informationen über die am Prozess beteiligten Materialien.
Europa interagiert jedoch nicht nur mit dem vom Jupiter kommenden Magnetfeld. Es hat auch elektromagnetische Wechselwirkungen mit dem das Jupiter umgebenden Plasma, das als magnetosphärisches Plasma bezeichnet wird. Dasselbe passiert auf der Erde auf eine sehr vertraute Weise: Die Erde hat eine Magnetosphäre, und wenn Plasma, das von der Sonne kommt, mit unserer Magnetosphäre interagiert, sehen wir das wunderschöne Aurora Borealis-Phänomen.
Dieser Prozess, der zeitweise stattfindet, wenn Europa den Jupiter umkreist, wirkt sich auf das Induktionsfeld des unterirdischen Ozeans des Mondes aus. Durch die Kombination dieser Messungen mit den vorherigen Messungen der Wechselwirkung zwischen Europa und Jupiters Magnetfeld konnten die Forscher ein besseres Bild davon erhalten, wie dick und wie leitfähig der Ozean Europas ist. Ihre Ergebnisse wurden in einem Artikel mit dem Titel veröffentlicht. Zeitvariable Wechselwirkung Europas mit der jovianischen Magnetosphäre: Einschränkungen der Leitfähigkeit des unterirdischen Ozeans Europas, die in der August 2007 Ausgabe der Zeitschrift erscheint Ikarus.
Die Forscher verglichen ihre Modelle der elektromagnetischen Induktion in Europa mit den Ergebnissen der Magnetfeldmessungen von Galileo und stellten fest, dass die Gesamtleitfähigkeit des Ozeans etwa 50.000 Siemens betrug (ein Maß für die elektrische Leitfähigkeit). Dies ist viel höher als bei früheren Ergebnissen, bei denen die Leitfähigkeit bei 15000 Siemens lag.
Abhängig von der Zusammensetzung des Ozeans kann die Dicke jedoch zwischen 25 und 100 km liegen, was ebenfalls dicker ist als die zuvor geschätzte Untergrenze von 5 km. Je weniger leitfähig der Ozean ist, desto dicker muss er sein, um die gemessene Leitfähigkeit zu berücksichtigen. Dies hängt von der Menge und Art des im Ozean gefundenen Salzes ab, das noch unbekannt ist.
Die Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit dem magnetosphärischen Plasma ist wichtig, wenn die Zusammensetzung von Planeten und Monden untersucht werden soll.
Dr. Schilling sagte: „Die Plasmawechselwirkung beeinflusst die Magnetfeldmessungen, aber nicht z. die Schwerkraftmessungen. In jedem Fall muss im Jupiter-System, in dem Magnetfeldmessungen verwendet wurden, um Informationen aus dem Inneren der Monde zu erhalten, die Plasma-Wechselwirkung berücksichtigt werden. Ein Beispiel ist zum Beispiel Io, wo die ersten Vorbeiflüge darauf hinwiesen, dass Io ein internes Dynamofeld haben könnte. Es stellte sich heraus, dass die gemessene Magnetfeldstörung kein internes Feld war, sondern durch die Plasmawechselwirkung erzeugt wurde. “
Europa und Io sind jedoch nicht der einzige Ort, an dem Magnetfelder und Plasmawechselwirkungen Aufschluss über die Natur des Inneren eines Planeten geben können. Mit dieser Methode wurden auch die Geysire von Enceladus, einem der Saturnmonde, nachgewiesen.
"Die ersten Hinweise auf eine aktive Südpolregion kamen von den Magnetfeldmessungen und den Simulationen der Plasmawechselwirkung, bevor Cassini die Geysire tatsächlich sah", sagte Dr. Schilling.
Mit der Entdeckung ganzer Ökosysteme am Boden der Ozeane hier auf der Erde - Ökosysteme, die vollständig vom Sonnenlicht abgeschnitten sind - gibt die Entdeckung der Ozeane auf Europa den Wissenschaftlern Hoffnung, dass es dort Leben geben könnte. Und diese neue Entdeckung hilft Forschern zu verstehen, mit welcher Art von Ozean sie es zu tun haben könnten.
Jetzt müssen wir nur noch durch die Eisschale tunneln und nach uns selbst suchen.
Quelle: Ikarus
