Lua de Júpiter Europa está sob um ataque constante gravitacional. Como ele orbita, heaves superfície gelada de Europa e cai com a força da gravidade de Júpiter, criando calor suficiente, os cientistas pensam que, para apoiar um oceano global sob shell sólida da lua. Agora, as experiências por geocientistas de Brown e Columbia universidades sugerem que este processo, chamado de dissipação das marés, poderia criar muito mais calor no gelo de Europa do que os cientistas tinham assumido anteriormente. O trabalho poderia finalmente ajudar os pesquisadores a estimar melhor a espessura da camada externa da lua.
As maiores luas de Júpiter - Io, Europa, Ganimedes e Calisto - foram descobertos por Galileu no início de 1600. Quando a NASA enviou naves espaciais a Júpiter em 1970 e 1990, essas luas provou ser cheio de surpresas.
"[Os cientistas] esperava ver, lugares frios e mortos, mas imediatamente eles foram deslumbrado com as suas superfícies marcantes", disse Christine McCarthy, um membro da faculdade da Universidade de Columbia, que liderou esta nova pesquisa como um estudante de graduação na Brown. "Havia claramente algum tipo de atividade tectônica - as coisas em movimento ao redor e rachaduras Havia também lugares na Europa que parecem derreter-through ou gelo mole.".
A única maneira de criar calor suficiente para estes processos activos tão longe do sol é através da dissipação das marés. O efeito, McCarthy diz, é um pouco como o que acontece quando alguém se inclina repetidamente um cabide de metal. "Se você dobrá-lo e para trás, você pode sentir isso fazendo calor na junção", disse ela. "A forma como ele faz isso é que os defeitos internos dentro desse metal estão esfregando umas sobre as outras, e é um processo semelhante à forma como a energia seria dissipada no gelo."
No entanto, os detalhes do processo em gelo não são muito bem compreendidos, e modelagem estudos que tentam capturar essas dinâmicas na Europa tinha produziu alguns resultados intrigantes, dizem os pesquisadores. "As pessoas têm vindo a utilizar modelos mecânicos simples para descrever o gelo", disse McCarthy. Enquanto esses cálculos sugeridas água líquida sob a superfície de Europa, "eles não estavam recebendo os tipos de fluxos de calor que criariam essas tectônica. Então nós corremos alguns experimentos para tentar compreender melhor esse processo."
Trabalhando com Reid Cooper, professor da terra, ciências ambientais e planetárias em Brown, McCarthy carregado amostras de gelo em um aparelho de compressão. Ela submetido as amostras a cargas cíclicas semelhantes a aqueles que agem em shell de gelo da Europa. Quando as cargas são aplicadas e libertada, o gelo e, em seguida, deforma-se repercute em certa medida. Ao medir o intervalo de tempo entre a aplicação do estresse e da deformação do gelo, McCarthy poderia inferir quanto calor é gerado.
As experiências produziu resultados surpreendentes. Modelando abordagens tinha assumido que a maior parte do calor gerado pelo processo vem de atrito nas fronteiras entre os grãos de gelo. Isso significa que o tamanho dos grãos influencia a quantidade de calor gerado. Mas McCarthy encontraram resultados semelhantes mesmo quando ela alterou substancialmente o tamanho de grão em suas amostras, sugerindo que limites de grãos não são os Geradores térmicos de primárias no processo.
O trabalho sugere que a maior parte do calor realmente vem de defeitos que se formam na estrutura cristalina do gelo, como resultado da deformação. Esses defeitos, a pesquisa mostrou, criar mais calor do que seria esperado a partir dos limites de grão. "Christine descobriu que, em relação aos modelos a comunidade tem vindo a utilizar, gelo parece ser uma ordem de magnitude mais de dissipação do que as pessoas pensavam", disse Cooper.
"A beleza disso é que uma vez que temos o direito de física, torna-se maravilhosamente extrapolativo", disse Cooper. "Essas física são de primeira ordem para a compreensão da espessura do gelo de Europa. Por sua vez, a espessura da casca em relação à química em massa da Lua é importante para entender a química daquele oceano. E se você está olhando para a vida, em seguida, a química do oceano é um grande negócio. "
McCarthy e Cooper esperamos que os modeladores fará uso destes resultados como eles tentam desvendar os mistérios do oceano escondido da Europa. "Isso proporciona modeladores com uma nova física para aplicar", disse McCarthy.
O estudo foi apoiado pelo Programa NASA em Planetary Geologia e Geofísica (NNX06AD67G) e do Programa NSF em Geofísica (EAR-1014476).
O Galaxy diário via Universidade de Brown
Crédito da imagem: topo da página, conceito do artista da superfície congelada de Europa. NASA / JPL-Caltech
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