Europa. Obrazový kredit: NASA Klikněte pro zvětšení
Objev, že Jupiterův měsíc Evropa má pravděpodobně pod chladnou ledovou kůrou chladný slaný oceán, dal Evropu na krátký seznam objektů v naší sluneční soustavě, které by astrobiologové chtěli dále studovat. Na konferenci Earth System Processes II v kanadském Calgary přednesl Ron Greeley, planetární geolog a profesor geologie na Arizonské státní univerzitě ve Phoenixu v Arizoně, shrnutí toho, co je známo o Jupiteru a jeho měsících a co zbývá objevit .
Systém Jupiter prozkoumalo šest vesmírných lodí. První dva byli kosmická loď Pioneer v 70. letech, která letěla systémem Jupiter a učinila několik krátkých pozorování. Následovaly kosmické lodě Voyager I a II, které nám poskytly první podrobné pohledy na galilejské satelity. Většina informací, které jsme získali, však přišla z mise Galileo. Více nedávno, tam byl flyby kosmické lodi Cassini, který šel Jupiter a dělal pozorování na jeho cestě k Saturn, kde to je současně v provozu. Ale téměř vše, co víme o geologii systému Jupiter, a zejména galilejské satelity (Io, Europa, Ganymede a Callisto), pocházelo z mise Galileo. Galileo nám poskytl neuvěřitelné množství informací, které stále analyzujeme dodnes.
Existují čtyři galilské satelity. Io, nejvnitřnější, je vulkanicky nejaktivnějším objektem sluneční soustavy. Odvozuje svou vnitřní energii z přílivového stresu v interiéru, protože je tlačen mezi Evropou a Jupiterem. Výbušný vulkanismus, který zde vidíme, je velmi působivý. Existují oblaky, které jsou vypuzovány asi 200 kilometrů (124 mil) nad povrchem. Vidíme také efuzivní vulkanismus ve formě lávových proudů vybuchujících na povrch. Jedná se o velmi vysoké teploty, velmi tekuté toky. Na Io vidíme, jak se tyto toky šíří po stovkách kilometrů po povrchu.
Všechny Galilejské satelity jsou na eliptických drahách, což znamená, že někdy jsou blíž k Jupiteru, jindy jsou dále a jsou tlačeni svými sousedy. To vytváří vnitřní tření na dostatečnou úroveň, v případě Io, aby roztavilo vnitřek a „pohnulo“ sopky. Stejné procesy probíhají i v Evropě. A pod ledovou kůrou na Evropě existuje možnost silikátového vulkanismu.
Ganymede je největší satelit ve sluneční soustavě. Má vnější ledovou skořepinu. Myslíme si, že má pod ledem oceán tekuté vody přes silikátové jádro a možná malé vnitřní kovové jádro. Ganymed byl od svého vzniku podroben geologickým procesům. Má komplexní historii, dominují tektonické procesy. Vidíme kombinaci velmi starých prvků a velmi mladých prvků. Na jeho povrchu vidíme složité vzory faktů, které křižují starší vzory zlomenin. Povrch je rozdělen na bloky, které byly posunuty kolem na převládajícím, zřejmě tekutém vnitřku. Vidíme také historii dopadů z období předčasného bombardování. Rozluštění tektonické historie Ganymede je nedokončeným dílem.
Callisto je nejvzdálenějším galilejským satelitům. Také to bylo vystaveno nárazovému bombardování, odrážejícím včasnou historii narůstání sluneční soustavy obecně a zejména systému Jupiter. Na povrchu dominují krátery všech velikostí. Byli jsme však překvapeni zjevným nedostatkem velmi malých kráterů s dopadem. Vidíme velmi malé krátery dopadající na jeho souseda, Ganymede; nevidíme je na Callisto. Domníváme se, že existuje nějaký proces, který maže malé krátery - ale pouze ve vybraných oblastech na Měsíci. To je záhada, která nebyla vyřešena: Jaký je postup, který odstraňuje drobné krátery v některých oblastech, nebo by se tam z nějakého důvodu nemohli zformovat? To je opět téma pokračujícího výzkumu.
O čem bych však chtěl mluvit především o Evropě. Europa je o velikosti Země Měsíce. Je to především silikátový předmět, ale má vnější skořepinu H2O, jejíž povrch je zamrzlý. Celkový objem vody, která pokrývá její silikátový interiér, přesahuje veškerou vodu na Zemi. Povrch této vody je zamrzlý. Otázka zní: Co je pod tou zmrzlou skořápkou? Je tu pevný led až na dno, nebo je tam tekutý oceán? Myslíme si, že pod ledovou kůrou je tekutá voda, ale my to vlastně nevíme. Naše nápady jsou založeny na modelech a stejně jako všechny modely jsou předmětem dalšího studia.
Důvod, proč si myslíme, že v Evropě je tekutý oceán, je z chování indukovaného magnetického pole kolem Evropy, které bylo měřeno magnetometrem na systému Galileo. Jupiter má obrovské magnetické pole. To zase indukuje magnetické pole, a to nejen na Evropě, ale také na Ganymede a Callisto. Způsob, jakým se indukované magnetické pole chová, je v souladu s přítomností podpovrchového slaného tekutého oceánu nejen na Evropě, ale také na Ganymede a Callisto.
Víme, že povrch je vodní led. Víme, že existují nemrznoucí složky, které obsahují různé soli. A víme, že povrch byl geologicky zpracován: byl opakovaně zlomen, zhojen, rozbitý. Vidíme také relativně málo nárazových kráterů na povrchu. To znamená, že povrch je geologicky mladý. Evropa by dnes mohla být geologicky aktivní. Zejména snímky jedné oblasti ukazují povrch, který byl vážně rozbitý. Ledové desky byly odlomeny a posunuty do nových pozic. Mezi trhlinami vytekl materiál, pak zjevně zamrzl, a my si myslíme, že by to mohlo být jedno z míst, kde byl materiál na vykládku, možná tažený přílivovým ohřevem, o kterém jsem mluvil dříve.
Máme sklon zapomínat na rozsah věcí v planetárních vědách. Ale tyto ledové bloky jsou obrovské. Když přemýšlíme o budoucím průzkumu, rádi bychom sestoupili na povrch a provedli určitá klíčová měření. Musíme tedy myslet na kosmické systémy, které by mohly přistát v tomto druhu terénu. Protože právě tato místa mohou mít materiál získaný pod ledem, jsou pro průzkum nejvyšší prioritou. A přesto, jak je tomu často v případě planetárního průzkumu, nejzajímavější místa jsou nejobtížnější.
Co bychom chtěli vědět? První a nejdůležitější je „pojem oceánu“. Existuje kapalná voda nebo ne? Je ledová vrstva tlustá nebo tenká? Pokud je tam oceán, jak silná je ledová kůra? To je velmi důležité vědět, když přemýšlíme o prozkoumání možného tekutého oceánu v Evropě: Pokud se chceme dostat do oceánu, jak hluboko musíme projít ledem? Jaký je věk povrchu? Říkáme „mladý“, ale to je jen relativní termín. Jsou to tisíce, stovky tisíc, miliony nebo dokonce miliardy let? Modely umožňují poměrně široké rozprostření věků na základě frekvence kráterů nárazů. Jaká jsou dnes prostředí, která jsou pro astrobiologii příznivá? A jaká byla prostředí v minulosti? Byli stejní, nebo se změnili v čase? Odpovědi na tyto otázky vyžadují nová data.
Další věc, která pohání náš zájem o objevování galilejských satelitů, se snaží pochopit jejich geologické historie. Do určité míry může být rozmanitost, kterou vidíme, od Io po Evropu po Ganymede a Callisto, spojena s množstvím přílivové energie, která řídí systém. Maximální přílivová energie řídí vulkanismus, který je na Io tak dominantní. Na druhé straně extrémní, velmi malá přílivová energie na Callisto vede k zachování záznamu o kráteru dopadu. Europa a Ganymede jsou mezi těmito dvěma extrémními případy.
Celková povrchová plocha tří ledových měsíců Jupiteru (Europa, Ganymede a Callisto) je větší než povrchová plocha Marsu a ve skutečnosti je přibližně rovnocenná celkovému povrchu Země. Takže když diskutujeme o průzkumu ledových galilských satelitů, je zde mnoho terénu.
Pokud jde o budoucí průzkum, dovolte mi sdílet malou historii. Před třemi lety NASA založila projekt Prometheus. Projekt Prometheus zahrnuje vývoj jaderné energie a jaderného pohonu, což nebylo po dlouhou dobu považováno za vážně. První misí, která měla být uskutečněna v projektu Prometheus, byl Jupiter Icy Moons Orbiter nebo JIMO. Cílem bylo prozkoumat tři ledové měsíce v kontextu systému Jupiter. Byl to velmi ambiciózní projekt. Začátkem tohoto roku byl JIMO zrušen. Vypadá to však, že tento rok bude pro Evropu schválen geofyzikální orbiter. Nyní se uvažuje o počátečních krocích, jak začít s vesmírnou lodí. Evropa je pro průzkum velmi vysokou prioritou a vzhledem k této prioritě se tato mise pravděpodobně uskuteční.
Proč nás tak zajímá Evropa? Když mluvíme o astrobiologii, vezmeme v úvahu tři složky života: vodu, správnou chemii a energii. Jejich přítomnost neznamená, že se magická jiskra života kdy stala, ale to jsou věci, které považujeme za nezbytné pro život. A tak, jak jsem naznačil, všechny tři ledové měsíce Jupitera jsou potenciální cíle. Ale Evropa je nejvyšší prioritou, protože se zdá, že má maximální vnitřní energii.
Takže, nejprve bychom chtěli vědět: Existuje oceán, ano nebo ne?
Jaká je tedy trojrozměrná konfigurace ledové kůry? Víme, že organismy mohou žít ve zlomeninách a prasklinách v arktickém ledu. Takové praskliny se pravděpodobně vyskytují také v Evropě a mohou to být výklenky, které jsou pro astrobiologii velmi zajímavé.
Potom chceme zmapovat organické a anorganické povrchové kompozice. V datech, která dnes existují, vidíme, že povrch je heterogenní. Není to jen čistý led na povrchu. Zdá se, že v některých oblastech, které nejsou součástí ledu, jsou oblasti bohatší než na jiných místech. Chceme zmapovat tento materiál.
Chceme také zmapovat zajímavé povrchové prvky a identifikovat místa, která jsou nejdůležitější pro budoucí průzkum, včetně přistávajících.
Pak chceme porozumět Evropě v kontextu prostředí Jupiteru. Jak například ovlivňuje radiační prostředí uložené Jupiterem chemii povrchů v Evropě?
Nakonec se chceme dostat na povrch, protože existuje celá řada věcí, které můžeme dělat pouze z povrchu. Máme velké množství dat z mise Galileo a doufáme, že z potenciální mise Europa budeme mít ještě více, ale jsou to data dálkového průzkumu. Dále chceme dostat na povrch přistávací plochu, která by mohla provést některá kritická měření pozemní pravdy, umístit data dálkového průzkumu do kontextu. A tak ve vědecké komunitě máme pocit, že další mise do Evropy a systému Jupiter by měla mít přistávací balíček nějakého druhu. Ale ať už se to skutečně stane, nebo ne, zůstaňte naladěni!
Původní zdroj: NASA Astrobiology
