Der Jupitermond Europa könnte eine langsame Entwicklung gehabt haben

Der Jupitermond Europa ist etwas kleiner als der Erdmond und einer der vielversprechendsten Orte für die Suche nach außerirdischem Leben.

Inmitten des Jupitersystems ist Europa für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da starke Hinweise darauf vorliegen, dass Nährstoffe, Wasser und Energie möglicherweise eine bewohnbare Umgebung für irgendeine Form von Leben außerhalb der Erde bieten. Darüber hinaus wird angenommen, dass Europa aus vier Schichten besteht (von der Oberfläche bis zur Mitte): einer Eisschale, einem Salzwasserozean, einem felsigen Mantel und einem metallischen Kern.

Wie die Erde berührt auch Europas Ozean den felsigen Meeresboden, was eine für das Leben günstige Gestein-Wasser-Chemie ermöglichen könnte. Einige Wissenschaftler glauben auch, dass der Meeresboden Vulkane beherbergen könnte, die mehr Energie und Nährstoffe für eine potenzielle Biosphäre liefern könnten.

Die ASU-Wissenschaftler Kevin Trinh, Carver Bierson und Joe O’Rourke von der School of Earth and Space Exploration untersuchten mithilfe von Computercode, den Trinh geschrieben hatte, die Folgen der Bildung Europas mit niedrigen Anfangstemperaturen. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.

Hydratisierte Steine ​​können eine Schlüsselzutat sein

Europa könnte einen metamorphen Ursprung für den Ozean haben. Während einige Wissenschaftler dies spekulierten, zeigen Trinh und sein Team, dass, wenn Europa tatsächlich aus hydratisierten Gesteinen entstanden wäre (dh Gesteine ​​enthalten Wasserstoff und Sauerstoff), ein großer Teil des Inneren Europas heiß genug sein sollte, um Wasser direkt aus den hydratisierten Gesteinen freizusetzen und den Ozean zu bilden und Eisschale.

„Der Ursprung des europäischen Ozeans ist wichtig, weil das Potenzial des Mondes, Leben zu beherbergen, letztendlich von den chemischen Inhaltsstoffen und physikalischen Bedingungen während des Ozeanbildungsprozesses abhängt“, sagte Kevin Trinh, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Earth and Space Exploration der ASU.

Die Bildung metallischer Kerne erfordert hohe Temperaturen

Viele Wissenschaftler, die diesen Eismond untersuchten, gingen davon aus, dass sich Europa während oder kurz nach der Akkretion mit einem metallischen Kern gebildet habe. Diese ASU-Studie widerspricht dieser Vorhersage und argumentiert stattdessen, dass Europa möglicherweise erst Milliarden Jahre nach der Akkretion mit der Bildung seines metallischen Kerns begonnen hat (falls dies überhaupt geschehen ist).

„Bei den meisten Welten im Sonnensystem gehen wir davon aus, dass ihre innere Struktur kurz nach Abschluss ihrer Entstehung entsteht. Diese Arbeit ist sehr spannend, weil sie Europa als eine Welt neu definiert, deren Inneres sich im Laufe seines gesamten Lebens langsam weiterentwickelt hat. Dies eröffnet „Es gibt Türen für zukünftige Forschungen, um zu verstehen, wie diese Veränderungen in dem Europa, das wir heute sehen, beobachtet werden könnten“, sagte Carver Bierson, Postdoktorand an der School of Earth and Space Exploration der ASU.

Die Existenz eines metallischen Kerns ist eng mit der inneren Wärme Europas verbunden, die möglicherweise auch dazu genutzt wird, den Vulkanismus am Meeresboden anzutreiben und zu einer bewohnbaren Meeresbodenumgebung beizutragen. Es ist jedoch unklar, ob Europa genug Wärme erzeugte, um einen solchen Kern zu bilden. Trinhs Code berechnet, wie Wärme erzeugt und auf einem Mond verteilt wird. Dabei werden dieselben maßgeblichen Gleichungen verwendet, die viele Geodynamiker jahrzehntelang verwendet haben. Das neuartige Ergebnis des Teams beruht jedoch auf der Infragestellung der bei der Europa-Modellierung üblichen Annahmen: Ein kleiner Mond wie Europa könnte aus einer kalten Mischung aus Eis, Gestein und Metall entstehen.

Allerdings erfordern alle diese Prozesse einen heißen Innenraum. Ein kleiner Mond wie Europa (ca. 1 % der Erdmasse) verfügt möglicherweise nicht über genügend Energie, um erdähnliche Prozesse auszulösen oder aufrechtzuerhalten – Metallkernbildung, Vulkanismus am Meeresboden und fortlaufende Geochemie zwischen Gestein und Wasser –, was bedeutet, dass das bewohnbare Potenzial Europas ungewiss ist. Der genaue Zeitpunkt der Entstehung Europas bestimmt, wie viel Wärme durch den radioaktiven Zerfall eines kurzlebigen Aluminiumisotops verfügbar ist. Die Gezeitenerwärmung (durch Gravitationswechselwirkungen mit Jupiter und anderen Monden) bestimmt auch, wie schnell sich das Innere Europas in verschiedene Schichten aufteilt.

Der Meeresboden Europas ist möglicherweise kühl und hydratisiert und weist (wenn überhaupt) nur begrenzten Meeresbodenvulkanismus auf

Diese Studie impliziert, dass es in Europa möglicherweise begrenzte hydrothermale Aktivität und Meeresbodenvulkanismus gibt, was die Bewohnbarkeit beeinträchtigen könnte. Zuverlässige Vorhersagen erfordern jedoch mehr Daten.

„Europa ist nicht nur eine nasse, kleine Erde. Es ist eine eigene, besondere Welt voller Geheimnisse, die es zu lüften gilt“, sagte Joseph O’Rourke, Assistenzprofessor an der School of Earth and Space Exploration der ASU.

Im Oktober 2024 plant die NASA den Start einer Raumsonde namens Europa Clipperdas im April 2030 in Europa eintreffen soll. Mit der jüngsten Arbeit von Trinh, Bierson und O’Rourke werden Wissenschaftler besser in der Lage sein, eingehende Daten von Europa Clipper zu interpretieren, dessen Hauptziel darin besteht, Jupiters Eismond Europa auf mögliche Bedingungen hin zu bewerten Leben zu beherbergen.