NASA: "o que está escondido sob a superfície gelada de Europa?"

Quatrocentos anos atrás, a descoberta de quatro grandes luas de Júpiter o astrônomo Galileu mudou para sempre a visão de humanidade do universo, ajudando a trazer o entendimento de que a Terra não era o centro de todo o movimento. Hoje uma destas luas galileanas poderia voltar a revolucionar a ciência e nosso senso de lugar, para escondido sob a superfície gelada de Europa é talvez o lugar mais promissor para procurar ambientes atuais que são adequados para a vida.

Esta nova apreciação começou a desdobrar-se em 1995, quando uma nave espacial nomeado em honra de Galileu chegou no sistema de Júpiter para acompanhar as descobertas anteriores da missão Voyager. A nave Galileo enviou amostras tentativos de dados que comprovam forte para um oceano global profundo abaixo da crosta gelada de Europa, levando à especulação sobre o potencial para a vida dentro de luas geladas.

Enquanto isso, ao longo do último quarto de século, aprendemos que planetas semelhantes a Júpiter são comuns em torno de outras estrelas, e que muitos poderiam ter luas geladas, como Europa. Essa constatação significa que estudar Europa vai nos ajudar a entender a habitabilidade de mundos gelados em todo o cosmos.

Como orbita Júpiter Europa experimenta fortes forças de maré - um pouco como as marés nos oceanos da Terra causados ​​por nossa Lua. As forças de maré causar Europa para flexionar e esticar, porque a sua órbita é uma elipse, em vez de um círculo, ea maré é muito maior quando a lua está perto de Júpiter do que quando ele está mais longe. Esta flexão contínua gera calor, o que torna o interior do Europa mais quente do que seria de calor do sol sozinho. Além disso, a flexão poderia produzir actividade vulcânica do interior rochoso, como na lua vizinha Io. As forças de maré também causar casca exterior gelada de Europa para flex, provavelmente causando as rachaduras longas, lineares visto em imagens de sua superfície.

Graças, em grande parte para as medições efectuadas por visitar nave espacial, os cientistas pensam que é provável que Europa tem um oceano de água salgada debaixo de uma casca de gelo relativamente fina e geologicamente ativo. Embora existam evidências de oceanos dentro de vários outros satélites grande gelados do sistema solar exterior, Europa é único porque seu oceano se acredita estar em contato direto com o seu interior rochoso, onde as condições podem ser semelhantes aos biologicamente rico fundo do mar da Terra. (Em contraste, outros, luas geladas grandes de Júpiter, Ganimedes e Calisto, são pensados ​​para conter "sanduíches oceano", onde existe um oceano líquido entre duas camadas de gelo.) Nosso planeta tem lugares geologicamente ativas em seu fundo do mar, chamadas zonas hidrotermais , onde a água e interagir rocha a altas temperaturas. Estas zonas são conhecidas por serem ricas em vida, alimentado por energia e os nutrientes que resultam de reacções entre a água do mar ea, chão do oceano rochoso quente.

Uma fonte de energia que poderia ser utilizado por seres vivos Europa parece atender a esses requisitos mínimos para a vida. É especial entre os órgãos do nosso sistema solar em ter um potencialmente enorme volume de água em estado líquido, juntamente com atividade geológica que poderia promover o intercâmbio de produtos químicos úteis a partir da superfície com o meio aquoso sob o gelo. No entanto, nossa compreensão atual de como se move material de dentro da crosta gelada de Europa não está bem desenvolvida. Mesmo a existência de um oceano subterrâneo, enquanto fortemente suspeita, ainda não está comprovada.

A água é essencial à vida, servindo como um meio líquido perfeito para dissolver nutrientes para ingestão ou resíduos de excreção, e para o transporte de produtos químicos pode usar coisas vivas. Diversas linhas de evidência sugerem fortemente que a lua do tamanho do planeta contém um oceano de água líquida muitas dezenas de milhas de profundidade. Se ele existir, o oceano se encontra abaixo um escudo de gelo que é, pelo menos, a poucas milhas de espessura, e talvez dezenas de milhas de espessura. Na parte inferior encontra-se um oceano fundo do mar rochoso em contato direto com a água, possivelmente fornecendo nutrientes químicos no oceano por actividade hidrotermal.

Pistas importantes para a presença de um oceano dentro Europa: Observações de sonda Galileo da NASA confirmaram que a superfície de Europa é pouco crateras e, portanto, jovem. (Superfícies com muitas crateras são mais velhos.) Modelos para a formação dos muitos cumes lineares e fraturas na superfície de Europa sugerem que shell gelada da lua é relativamente fina e flexiona em resposta a forças de maré como a lua orbita Júpiter.

Flexão da crosta gelada acima um oceano poderia criar bolsões de impurezas salgados e áreas parcialmente derretidos levando a características vistas em imagens da sonda.

Ambientes favoráveis ​​para a química da vida (ou até mesmo a própria vida, em forma microbiana) poderia existir em áreas dentro shell de gelo de Europa que contenham fluidos salgados ou em torno de possíveis sistemas hidrotérmicos impulsionado por aquecimento de maré. Um oceano rica em química propício para a vida poderia ser mantida por um ciclo que se move a água através de shell de gelo da lua, mar e interior rochoso.

Estudar química da Europa - na superfície e dentro da suspeita oceano - é importante para compreender a sua habitabilidade, porque as coisas vivas extrair energia a partir de seus ambientes por meio de reações químicas. Interações entre materiais de superfície de Europa e aqueles em um ambiente oceano sob o gelo poderia produzir elementos essenciais para a vida, como carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Superfície de Europa é principalmente gelo água (H2O), mas a superfície é bombardeado por radiação intensa de Júpiter, que pode alterar a química do gelo. Através deste processo, o hidrogénio e oxigénio a partir da água de gelo pode ser combinado com outros materiais na superfície para criar uma série de moléculas, como oxigénio livre (O2), peróxido de hidrogénio (H2O2), dióxido de carbono (CO2) e de dióxido de enxofre (SO2).

Se estes compostos estão encontrando seu caminho em um oceano como parte de um ciclo contínuo, eles poderiam ser usados ​​para alimentar as reações que vivem coisas dependem. Enquanto isso, o ciclismo da água do oceano através de minerais no fundo do mar pode repor a água com outras substâncias químicas que são cruciais para a vida.

Como ciclos entre o gelo, o mar eo interior rochoso material é a maior incerteza sobre a energia no que se refere a habitabilidade da Europa. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech

Créditos de imagem flexão da crosta gelada de Europa pode criar bolsões parcialmente derretido, ou mesmo lagos, espalhados por todo escudo exterior da lua. Crédito de imagem: a Britney Schmidt / Dead Pixel VFX / Univ. do Texas, em Austin.

Vida extrai energia do seu ambiente, a fim de levar a cabo os processos biológicos como manutenção de estruturas celulares, crescimento e reprodução. A maioria dos seres vivos na superfície da Terra dependem (direta ou indiretamente) no domínio da energia fornecida pelo sol, mas há muitos organismos que extraem sua energia a partir de fontes químicas, como os produzidos pela actividade hidrotermal.

Flexão constante das marés da Europa fornece energia térmica para conduzir as reações químicas no interior rochoso, reciclando os elementos e tornando-os disponíveis para uso potencial pelos seres vivos. Se leito marinho do Europa tem vulcões (como sua lua Io irmão faz) ou fontes hidrotermais, podem conduzir a química do oceano e desempenhar um papel importante no ciclismo rico em nutrientes da água entre o mar eo interior rochoso. Tidal flexão da concha de gelo pode criar bolsos um pouco mais quentes de gelo que se elevam lentamente para cima para a superfície, que transportava material do oceano abaixo. Radiação intensa de Júpiter também fornece uma fonte de energia por rasgando produtos químicos sobre a superfície, onde podem recombinar para formar novos compostos.

A maior incerteza sobre a energia no que se refere a habitabilidade da Europa está em como material de ciclos entre o gelo, o mar eo manto rochoso no fundo do oceano. Não são, potencialmente, as fontes de energia química para a vida sendo criada na superfície e no interior rochoso, mas a sua disponibilidade para uso por organismos vivos depende de quão bem diferentes camadas da Europa são capazes de trocar material. Em essência, a Europa mais enérgica é, quanto mais energia estariam disponíveis para a vida.Determinar o equilíbrio de todas essas forças - balanço energético da Europa - é um grande obstáculo para a compreensão de habitabilidade da lua gelada.

O conceito do artista da superfície de Europa. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech