Apar dovezi pentru un ocean bogat în carbon pe Europa – Lumea Fizicii

Oamenii de știință planetari din SUA au urmărit carbonul de pe suprafața lunii Europa a lui Jupiter până la oceanul înghețat de sub acesta, dezvăluind noi informații despre natura și originea oceanului. Descoperirea ridică speranțele astrobiologilor că carbonul, care există sub formă de dioxid de carbon, ar putea proveni din procesele biologice care au loc sub gheață. Cu toate acestea, o căutare a penelor de apă care izbucnesc de pe suprafața Europei a fost goală, iar oamenii de știință implicați în observații spun că vor fi necesare măsurători mai bune pentru a face distincția între sursele biologice și geologice de carbon.

Știm că pe Europa există un ocean datorită magnetosferei imense a lui Jupiter, care induce un câmp magnetic în apa lichidă sărată. Astrobiologii au speculat cu privire la locuibilitatea acestui ocean de ani de zile, dar este dificil de studiat deoarece este îngropat sub coaja de gheață a Lunii, cu o grosime de 23-47 de kilometri.

Haosul carbonic

În loc să sape prin gheață pentru a sonda oceanul direct, cele mai recente studii au folosit camera în infraroșu apropiat (NIRCam) și spectrometrul în infraroșu apropiat (NIRSpec) de pe telescopul spațial James Webb (JWST) pentru a aduce oceanul mai aproape de noi. Printre caracteristicile de pe suprafața Europei se numără regiuni pline de blocuri de formă neregulată, încrucișate de creste decolorate. Cunoscute sub denumirea de teren haos, aceste regiuni au fost interpretate ca situri în care materialul din ocean iese și ajunge la suprafață și aici oamenii de știință din două echipe separate au căutat dovezi ale compoziției oceanului.

Datele au arătat patru semne spectrale puternice de dioxid de carbon în Tara Regio, care este o zonă de haos de 1,800 de kilometri în emisfera principală a Europei. Oamenii de știință au identificat, de asemenea, un semnal mai slab de dioxid de carbon într-o altă zonă de teren haos numită Powys Regio.

Semnăturile dioxidului de carbon la lungimi de undă spectrale de 4.25 și 4.27 microni au atras o atenție deosebită. În timp ce cea din urmă este emisia în infraroșu așteptată de gheață cu dioxid de carbon pur, prima sugerează un amestec de dioxid de carbon și alte molecule.

Una dintre echipe, condus de Geronimo Villanueva de la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA, a identificat acest amestec ca gheață de apă împletită cu dioxid de carbon și metanol. În mod intrigant, experimentele de laborator sugerează că semnătura de 4.25 microni ar putea proveni din sărurile aduse la suprafață din ocean și iradiate. Amestecul de dioxid de carbon-apă gheață-metanol formează apoi o peliculă subțire în jurul cristalelor de sare, fie este prins în interiorul acestora.

O origine primordială

Raportul dintre izotopii carbon-12 și carbon-13 de pe Europa este, de asemenea, de profund interes. Echipa lui Villanueva a măsurat acest raport ca 83 (+/–19), plasându-l ferm în limitele rapoartelor măsurate pe lunile lui Saturn, pe asteroidul apropiat de Pământ Ryugu vizitat de misiunea Hayabusa-2 a Japoniei și pe Pământ, care are carbon-12. raportul de carbon-13 de 89 pentru carbonul anorganic (adică carbonul nelegat de hidrogen). Această caracteristică comună sugerează că, spre deosebire de apă, care apare în diferite rapoarte izotopice pe corpuri diferite, carbonul construit în lumile și lunile sistemului nostru solar provine din aceeași sursă.

„Valorile izotopice, în limitele preciziei pe care am obținut-o, sunt într-adevăr în concordanță cu cele ale altor luni și, de asemenea, ale unor materiale primordiale”, spune Villanueva. Lumea fizicii.

Ca atare, măsurătorile carbonului din Europa oferă mai multe informații despre compoziția și distribuția materialelor din discul proto-stelar care a format sistemul solar în urmă cu aproximativ 4.5 miliarde de ani.

Un ocean oxidat

echipa a doua, constând din Samantha Trumbo de la Universitatea Cornell și Michael Brown al Institutului de Tehnologie din California, axat pe originile carbonului Europei. Întrucât JWST nu a detectat molecule organice complexe pe suprafața Europei, Trumbo și Brown spun că acest lucru elimină orice șansă ca dioxidul de carbon format prin fotodisocierea acelor substanțe organice, pe măsură ce mediul de radiații din jurul lui Jupiter le descompune. În schimb, observațiile indică faptul că carbonul era deja sub formă de dioxid de carbon când a ajuns la suprafață, sugerând că, prin urmare, acest dioxid de carbon trebuie dizolvat în ocean.

Pe această bază, Trumbo și Brown au tras câteva concluzii generale despre starea oceanului Europei. Ei sugerează că oceanul este foarte oxidat, ceea ce este în concordanță cu modelele care descriu mișcarea în jos prin gheața a oxidanților, cum ar fi oxigenul molecular și peroxidul de hidrogen, care s-au format în mediul de radiații de la suprafață. Cu toate acestea, nici măcar ochiul puternic al NIRSpec nu a putut determina dacă dioxidul de carbon provine de la organisme vii. „Vor fi necesare mai multe măsurători și precizii mai mari pentru a stabili în continuare procesele de formare și evoluție a carbonului observat pe Europa”, este de acord Villanueva.

Agenția Spațială Europeană lansează misiunea JUICE pe Jupiter și lunile sale

Altceva care va necesita mai multe măsurători sunt penele de apă care se pulverizează deasupra suprafeței Europei. Deși telescopul spațial Hubble a detectat astfel de penuri de trei ori în ultimii 10 ani, JWST nu a văzut niciunul în timpul observațiilor sale din noiembrie 2022. Deși acest lucru nu înseamnă că penajele nu sunt reale, plasează o limită superioară de 300 de kilograme. pe secundă asupra ratei medii de scurgere a materialului. De asemenea, înseamnă că penele, dacă există, trebuie să fie intermitente.

Informații suplimentare vor ajunge probabil în următorul deceniu, cu cele ale Agenției Spațiale Europene Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) urmează să efectueze două zboruri ale Europei odată ce va ajunge în sistemul Jovian în 2031. NASA europa clipper De asemenea, misiunea urmează să plece spre Jupiter în 2024, cu o dată planificată de sosire în 2030. Observațiile JWST vor juca un rol vital în a determina unde și ce ar trebui să studieze cele două misiuni pe suprafața Europei.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/evidence-emerges-for-a-carbon-rich-ocean-on-europa/