Simulationen von Europa deuten auf eine dicke Eiskruste hin

Künstlerische Darstellung eines kratererzeugenden Einschlags auf dem Jupitermond Europa. (Credits: Brandon Johnson generated with the assistance of AI)
Künstlerische Darstellung eines kratererzeugenden Einschlags auf dem Jupitermond Europa. (Credits: Brandon Johnson generated with the assistance of AI)

Manchmal ist die Planetenphysik wie eine Schneeballschlacht. Wenn man ihnen einen bereits geformten Schneeball in die Hand gibt, können die meisten Menschen aufgrund ihrer Erfahrung und der Haptik des Schneeballs vermuten, aus welcher Art von Schnee er besteht: nass und bauschig oder trocken und packbar. Mit annähernd den gleichen Prinzipien konnten Planetenforscher nun die Struktur des Jupiter-Eismondes Europa untersuchen.

Europa ist ein Gesteinsmond, auf dem sich Salzwasserozeane befinden, die doppelt so viel Volumen besitzen wie die der Erde, umschlossen von einem Eispanzer. Wissenschaftler sind seit langem der Meinung, dass Europa einer der besten Orte in unserem Sonnensystem sein könnte, um nach außerirdischem Leben zu suchen. Die Wahrscheinlichkeit und die Art dieses Lebens hängen jedoch stark von der Dicke der Eishülle ab, die die Astronomen bisher nicht messen konnten.

Ein Team von Planetenforschern, darunter Shigeru Wakita vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences des College of Science der Purdue University, hat in einer neuen Abhandlung im Journal Science Advances bekannt gegeben, dass die Eishülle von Europa mindestens 20 Kilometer dick ist.

Für diese Schlussfolgerung untersuchten die Wissenschaftler die Entstehung großer Krater auf Europa und führten eine Reihe von Simulationen durch, um zu ermitteln, welche Eishüllenstruktur und welche Kombination physikalischer Eigenschaften eine solche Oberflächenstruktur hervorgebracht haben könnten. Diese Simulationen wurden teilweise mit dem PC-Cluster des National Astronomical Observatory of Japan durchgeführt.

“Dies ist die erste Arbeit, die an diesem großen Krater auf Europa durchgeführt wurde”, sagte Wakita. “Frühere Schätzungen zeigten eine sehr dünne Eisschicht über einem tiefen Ozean. Unsere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass es sich um eine dicke Schicht handeln muss – so dick, dass Konvektionsprozesse im Eis, über die bisher diskutiert wurde, wahrscheinlich sind.”

Anhand von Daten und Bildern der Raumsonde Galileo, die Europa 1998 untersuchte, analysierte das Forscherteam die Einschlagskrater, um Erkenntnisse über die Struktur Europas zu gewinnen. Experten für Planeten- und Kollisionsphysik haben fast jeden größeren Planetenkörper im Sonnensystem untersucht. Sie führen seit langem Debatten über die Dicke der Eishülle von Europa – aber niemand hat sie bisher direkt gemessen, daher nutzen die Wissenschaftler die vorhandenen Hinweise: die Krater auf Europas eisiger Oberfläche.

Europa ist eine gefrorene Welt, aber das Eis umschließt einen Kern aus Gestein. Die eisige Oberfläche ist jedoch nicht unbeweglich. Plattentektonik und Konvektionsströme in den Ozeanen und im Eis selbst erneuern die Oberfläche recht schnell. Das bedeutet, dass die Oberfläche selbst nur 50 bis 100 Millionen Jahre alt ist – was sich für kurzlebige Organismen wie den Menschen alt anhört, aber auf geologische Zeiträume bezogen, ist sie jung.

Diese glatte, junge Oberfläche bedeutet, dass die Krater klar definiert, leichter zu analysieren und nicht sehr tief sind. Die Krater verraten den Wissenschaftlern mehr über den Eispanzer des Mondes und den darunter liegenden Wasserozean als die Untersuchung seines Gesteinskerns.

Ein Teammitglied, der außerordentlicher Professor Brandon Johnson von der Purdue University, sagte: “Die Dicke des Eises zu verstehen, ist entscheidend für Theorien über mögliches Leben auf Europa. Die Dicke des Eispanzers bestimmt, welche Art von Prozessen innerhalb des Eises ablaufen, und das ist wichtig für das Verständnis des Materialaustauschs zwischen der Oberfläche und dem Ozean. Wenn wir das verstehen, hilft uns das, alle möglichen Prozesse auf Europa zu verstehen – und damit auch die Möglichkeit von Leben.”

Quelle

(THK)

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