Die Erklärung für die Bildung zahlreicher Merkmale auf Europa verheißt Gutes für die Suche nach außerirdischem Leben

Europa ist ein erstklassiger Kandidat für Leben in unserem Sonnensystem, und sein tiefer Salzwasserozean fasziniert Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Aber es ist von einer eisigen Hülle umgeben, die kilometerweit bis zig Kilometer dick sein kann, was es zu einer entmutigenden Aussicht macht, es zu probieren. Jetzt zeigen zunehmende Beweise, dass die Eisschale weniger eine Barriere als vielmehr ein dynamisches System sein könnte – und ein Ort potenzieller Bewohnbarkeit aus eigenem Recht.

Eisdurchdringende Radarbeobachtungen, die die Bildung eines „Doppelkamms“ in Grönland erfassten, deuten darauf hin, dass die Eishülle von Europa eine Fülle von Wassertaschen unter ähnlichen Merkmalen aufweisen könnte, die auf der Oberfläche üblich sind. Die Ergebnisse, die in erscheinen Naturkommunikation Der 19. April kann überzeugend sein, um potenziell bewohnbare Umgebungen innerhalb des Äußeren des Jupitermondes zu erkennen.

„Da es näher an der Oberfläche liegt, wo man interessante Chemikalien aus dem Weltraum, anderen Monden und den Vulkanen von Io erhält, besteht die Möglichkeit, dass das Leben eine Chance hat, wenn sich Wassertaschen in der Hülle befinden“, sagte der leitende Autor der Studie, Dustin Schroeder. außerordentlicher Professor für Geophysik an der School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth) der Stanford University. „Wenn der Mechanismus, den wir in Grönland sehen, so ist, wie diese Dinge auf Europa passieren, deutet das darauf hin, dass es überall Wasser gibt.“

Ein irdisches Analogon

Auf der Erde analysieren Forscher Polarregionen mit luftgestützten geophysikalischen Instrumenten, um zu verstehen, wie sich das Wachstum und der Rückgang von Eisschilden auf den Anstieg des Meeresspiegels auswirken könnten. Ein Großteil dieses Untersuchungsgebiets liegt an Land, wo der Fluss der Eisschilde einer komplexen Hydrologie unterliegt – wie dynamische subglaziale Seen, Oberflächenschmelzteiche und saisonale Entwässerungsleitungen –, die zu Unsicherheiten bei den Vorhersagen des Meeresspiegels beitragen.

Da sich ein landgestützter Untergrund so sehr von Europas unterirdischem Ozean aus flüssigem Wasser unterscheidet, waren die Co-Autoren der Studie überrascht, als sie während einer Präsentation der Laborgruppe über Europa bemerkten, dass Formationen, die den eisigen Mond durchziehen, einem kleinen Merkmal sehr ähnlich sahen auf der Oberfläche des grönländischen Eisschildes – ein Eisschild, das die Gruppe im Detail untersucht hat.

„Wir arbeiteten an etwas völlig anderem im Zusammenhang mit dem Klimawandel und seinen Auswirkungen auf die Oberfläche Grönlands, als wir diese winzigen Doppelkämme sahen – und wir konnten sehen, wie die Kämme von ‚nicht geformt‘ zu ‚geformt‘ wechselten“, sagte Schroeder .

Bei weiterer Untersuchung stellten sie fest, dass der „M“-förmige Kamm in Grönland, der als Doppelkamm bekannt ist, eine Miniaturversion des auffälligsten Merkmals Europas sein könnte.

Prominente und weit verbreitet

Doppelte Bergrücken auf Europa erscheinen als dramatische Einschnitte auf der eisigen Oberfläche des Mondes, mit Kämmen, die fast 1000 Fuß erreichen und durch Täler von etwa einer halben Meile Breite getrennt sind. Wissenschaftler kennen die Merkmale, seit die Mondoberfläche in den 1990er Jahren von der Galileo-Raumsonde fotografiert wurde, konnten sich jedoch keine endgültige Erklärung dafür ausdenken, wie sie entstanden sind.

Durch Analysen von Oberflächenhöhendaten und Eisdurchdringungsradar, die von 2015 bis 2017 von der NASA-Operation IceBridge gesammelt wurden, enthüllten die Forscher, wie der Doppelkamm im Nordwesten Grönlands entstand, als das Eis um eine Tasche mit unter Druck stehendem flüssigem Wasser brach, das im Inneren wieder gefrierte Eisschild, wodurch zwei Gipfel in die deutliche Form steigen.

„In Grönland bildete sich dieser Doppelkamm an einem Ort, an dem Wasser aus oberirdischen Seen und Bächen häufig in die oberflächennahe Tiefe abfließt und wieder gefriert“, sagte der Hauptautor der Studie Riley Culberg, ein Ph.D. Student der Elektrotechnik in Stanford. „Eine Möglichkeit, wie sich ähnliche flache Wassertaschen auf Europa bilden könnten, könnte darin bestehen, dass Wasser aus dem unterirdischen Ozean durch Brüche in die Eisschale gedrückt wird – und das würde darauf hindeuten, dass innerhalb der Eisschale ein angemessener Austausch stattfinden könnte.“

Schneeballartige Komplexität

Anstatt sich wie ein Block aus trägem Eis zu verhalten, scheint die Hülle von Europa eine Vielzahl von geologischen und hydrologischen Prozessen zu durchlaufen – eine Idee, die von dieser und anderen Studien unterstützt wird, einschließlich Beweisen für Wasserfahnen, die an die Oberfläche ausbrechen. Eine dynamische Eishülle unterstützt die Bewohnbarkeit, da sie den Austausch zwischen dem unterirdischen Ozean und den an der Oberfläche angesammelten Nährstoffen benachbarter Himmelskörper erleichtert.

„Menschen untersuchen diese Doppelkämme jetzt seit über 20 Jahren, aber dies ist das erste Mal, dass wir tatsächlich etwas Ähnliches auf der Erde beobachten konnten und sehen konnten, wie die Natur ihre Magie entfaltet“, sagte der Co-Autor der Studie, Gregor Steinbrügge, ein Planetenwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der als Postdoktorand in Stanford mit der Arbeit an dem Projekt begann. „Wir machen einen viel größeren Schritt in die Richtung zu verstehen, welche Prozesse die Physik und Dynamik von Europas Eispanzer tatsächlich dominieren.“

Die Co-Autoren sagten, ihre Erklärung dafür, wie sich die Doppelkämme bilden, sei so komplex, dass sie sie ohne das Analogon auf der Erde nicht hätten erfinden können.

„Der Mechanismus, den wir in diesem Papier vorschlagen, wäre fast zu kühn und kompliziert gewesen, um ihn vorzuschlagen, ohne ihn in Grönland geschehen zu sehen“, sagte Schroeder.

Die Ergebnisse statten die Forscher mit einer Radarsignatur aus, um diesen Prozess der Bildung von Doppelkämmen schnell mit Eisdurchdringungsradar zu erkennen, das zu den Instrumenten gehört, die derzeit für die Erforschung Europas aus dem Weltraum geplant sind.

„Wir sind eine weitere Hypothese neben vielen – wir haben nur den Vorteil, dass unsere Hypothese einige Beobachtungen von der Entstehung eines ähnlichen Merkmals auf der Erde hat, um sie zu untermauern“, sagte Culberg. „Es eröffnet all diese neuen Möglichkeiten für eine sehr aufregende Entdeckung.“