Ice Europe vervormd door een onverwachte warmtegenerator

Ice Europe vervormd door een onverwachte warmtegenerator

Deze opwinding omringt NASO's Juno-missie, die deze zomer in Jupiter's baan zal gaan, en toekomstige missies die van plan zijn om de ijsjes van zijn maan, Europa, te verkennen. Nieuw onderzoek naar de vreemde eigenschappen van de door de maan gekraakte korst kan enkele interessante punten over de ondergrondse oceaan van Europa aan het licht brengen.

Onderzoekers van de Brown University in Providence, Rhode Island, hebben Europese observaties gecombineerd met computermodellen en laboratoriumexperimenten die helpen bij het opsporen van de getijdencontracties veroorzaakt door het enorme zwaartekrachtveld Jupiter. Wat op zijn beurt kan leiden tot het feit dat het gefragmenteerde ijs van de maan meer warmte produceert dan gedacht, wat nieuwe opwindende kansen creëert om naar het leven in Europa te zoeken.

Voordat de Voyager- en Pioneer-missies van de NASA hun missies voltooiden in de jaren zeventig en vervolgens de Galileo-missies in de jaren negentig, hadden we weinig kennis van de dynamische aard van de satellieten van Jupiter. "Wetenschappers verwachtten koude, dode plekken te zien, maar werden onmiddellijk verbluft door hun opvallende oppervlakken," zei Christine McCarthy van Columbia University, die onderzoek deed naar ijs Europa als een afgestudeerde student aan de Brown University. - "Er was duidelijk een soort tektonische activiteit - alles bewoog en knetterde. Er waren ook plaatsen in Europa die op gesmolten of papperig ijs lijken. "

Het is nu bekend dat Europa een enorme oceaan onder water heeft, beschermd door een gefragmenteerde ijskorst, die op dezelfde manier lijkt te bewegen als de continentale platen op aarde. Getijdruk in de baan van Europa rond Jupiter creëert een interne dynamo die de maan zachtjes van de kern verwarmt, waardoor de oceaan vloeibaar blijft. Bovendien wordt aangenomen dat de beweging van de ijsplaten zijn eigen warmte genereert door wrijvingsprocessen aan de grenzen. Naast de warmte die wordt gegenereerd door het herhaald buigen van de draadhangers, wordt warmte door de herhaalde getijdenbochten van de Europese korst binnen deze grenzen afgevoerd. Maar de kleinschalige processen achter deze vloeddissipatie zijn slecht begrepen en zijn mogelijk extreem onderschat.

"Mensen gebruiken eenvoudige mechanische modellen om ijs te beschrijven," zei McCarthy. "Ze bestudeerden niet de soorten warmteflux die deze tektoniek zouden creëren. Daarom hebben we verschillende experimenten uitgevoerd om dit proces beter te begrijpen. "

Om te imiteren wat er in de bast van Europa zou kunnen gebeuren, leidde McCarthy een project om de getijstruk te simuleren, wat door het ijs van Europa in het laboratorium zal worden gevoeld. Door het laden van ijsmonsters in een compressieapparaat aan de Brown University, is het mogelijk om de mate van vervorming en warmte te meten.

Tot dusverre is niet gesuggereerd dat het grootste deel van de warmte afkomstig is van wrijving tussen individuele ijskorrels. Dit suggereert dat wrijvingsverwarming direct gerelateerd is aan de grootte van de korrels. Maar terwijl hij de grootte van de ijskorrels in de monsters veranderde, bemerkte McCarthy geen verschil in de warmtestroom. In plaats daarvan besefte ze dat het grootste deel van de warmte afkomstig is van microscopische defecten in de kristalstructuur van ijs, omdat het ijs is vervormd. Hoe groter de vervorming, hoe meer warmte wordt gegenereerd.

"Cristina ontdekte dat ijs vergeleken met de modellen die de gemeenschap gebruikt, meer dissipatief is dan mensen dachten", zei collega Reed Cooper van de Brown University. "De schoonheid hiervan is dat zodra we een fysieke orde krijgen, het verrassend extrapolationeel wordt. "Deze fysieke kenmerken zijn de eerste orde in het begrijpen van de dikte van de schaal van Europa. Op zijn beurt is de dikte van de schaal ten opzichte van de volumetrische chemie van de maan belangrijk voor het begrijpen van de chemie van deze oceaan. En als je op zoek bent naar leven, dan is de chemie van de oceaan een belangrijk punt. '

Kortom, het besef dat de microscopische structuur van ijs warmte genereert en dat de warmte die meer wordt opgewekt dan door wrijvingsverwarming kan worden verkregen, helpt wetenschappers om veel meer te leren over de fysica van de ijskorst in Europa en daarom een ​​nieuw venster te openen voor de chemie van vloeibaar water in de oceaan. hieronder gelegen.

Terwijl de NASA van plan is om een ​​van de meest fascinerende werelden in het zonnestelsel te verkennen via de toekomstige Europa Clipper-missie, zal dit basisonderzoek helpen om het bewoonde potentieel van de mysterieuze oceaan van Europa beter te begrijpen.

Opmerkingen (0)
Zoeken