Im Gegensatz zur Erde liegt der Ozean Europas unter einer wahrscheinlich 15 bis 25 Kilometer dicken Eisschale. Der Schnee im Ozean schwimmt nach oben auf umgedrehte Eisgipfel und überflutete Schluchten.
Es ist bekannt, dass der bizarre Unterwasserschnee auf der Erde unterhalb des Schelfeises auf der Erde auftritt, aber eine neue Studie zeigt dasselbe für Jupiters Mond Europa. Die Studie legt nahe, dass Unterwasserschnee eine entscheidende Rolle beim Aufbau von Eisschalen spielen könnte.
Da Unterwasserschnee deutlich reiner ist als andere Eisarten, Europas Eisschale ist möglicherweise nicht so salzig wie ursprünglich angenommen.
Dies sind entscheidende Informationen für die Missionswissenschaftler, die die Europa-Clipper-Sonde der NASA vorbereiten, die mithilfe von Radar unter die Eisschale blicken wird, um festzustellen, ob dies der Fall ist Europas Ozean kann das Leben unterstützen. Die Fähigkeit, vorherzusagen, woraus das Eis besteht, wird Wissenschaftlern helfen, die Daten zu verstehen, da im Eis eingeschlossenes Salz verändern kann, was und wie weit das Radar in die Eisschale hineinsehen wird.
Die Hauptautorin der Studie, Natalie Wolfenbarger, eine Doktorandin am University of Texas Institut für Geophysik (UTIG) der UT Jackson School of Geosciences, sagte: „Wenn wir Europa erforschen, interessieren uns der Salzgehalt und die Zusammensetzung des Ozeans, denn das ist einer der Faktoren, die seine potenzielle Bewohnbarkeit oder sogar die Art des Lebens bestimmen, das dort leben könnte.“
Früheren Untersuchungen zufolge sind Temperatur, Druck und Salzgehalt des Wassers, das dem Eis auf Europa am nächsten liegt, mit denen unter einem antarktischen Schelfeis vergleichbar.
Vor diesem Hintergrund untersuchte die neue Studie die beiden unterschiedlichen Prozesse, durch die Wasser unter Eisschelfs gefriert: Erstarrungseis und Frazileis. Unter dem Schelfeis wächst erstarrendes Eis hervor. Frazil-Eis entsteht, wenn Eiskristalle in unterkühltem Salzwasser durch den Ozean nach oben schwimmen und auf der Basis des Schelfeises landen.
Beide Methoden führen zu Eis mit einem Salzgehalt von weniger als Meerwasser, was laut Wolfenbarger deutlich geringer ausfallen würde, wenn man es auf die Größe und das Alter der Eisschale Europas hochskaliert. Wissenschaftler haben auch berechnet, dass Frazil-Eis, das nur einen winzigen Teil des Salzes darin zurückhält Salzwasser, dürfte auf Europa weit verbreitet sein. Dies impliziert, dass seine Eishülle möglicherweise viel reiner ist als bisher angenommen. Seine Stärke, der Wärmefluss durch ihn und mögliche eistektonische Kräfte werden dadurch beeinflusst.
Steve Vance, ein Forschungswissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte: „Dieser Artikel eröffnet völlig neue Möglichkeiten, über die Welt der Ozeane und ihre Funktionsweise nachzudenken. Es schafft die Grundlage dafür, wie wir uns auf die Analyse des Eises durch Europa Clipper vorbereiten können.“
Laut Co-Autor Donald Blankenship, einem leitenden Forschungswissenschaftler am UTIG und Hauptforscher für das eisdurchdringende Radarinstrument Europa Clipper, Die Forschung ist eine Bestätigung für die Verwendung der Erde als Modell zum Verständnis der Bewohnbarkeit Europas.
„Wir können die Erde nutzen, um die Bewohnbarkeit Europas zu bewerten, den Austausch von Verunreinigungen zwischen Eis und Ozean zu messen und herauszufinden, wo sich Wasser im Eis befindet.“
Journal Referenz:
- Natalie S. Wolfenbarger et al., Ice Shell Structure and Composition of Ocean Worlds: Insights from Accreted Ice on Earth, Astrobiologie (2022). zurück 10.1089/as.2021.0044
