Europa mungkin mempunyai pancang ais yang menjulang tinggi di permukaannya

Tali ais - aka penitentes - di Upper Rio Blanco di Andes Tengah Argentina. Tujahan es yang sama boleh wujud di permukaan bulan Jupiter di Europa, di garis khatulistiwa. Imej melalui Arvaki / Wikipedia.

Semua dunia ini adalah milikmu - kecuali Europa. Cuba tidak ada pendaratan di sana . Oleh itu, garis akrab dari 1982 novel fiksyen sains "2010: Odyssey Two" oleh Arthur C. Clarke. Di dalamnya, kecerdasan buatan yang bernama HAL memberi amaran kepada angkasawan manusia untuk tidak cuba mendarat di permukaan bulan Jupiter di Eropah. Sekarang, kerana ternyata, pendaratan di Europa mungkin terbukti sukar dalam realiti - bukan kerana orang asing - tetapi kerana pancang es besar - besaran yang disyaki penyelidik dapat setinggi bangunan lima tingkat. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature Review Geoscience pada 8 Oktober 2018.

Europa adalah salah satu daripada empat satelit Galilean terkenal Musytari. Ia adalah sebuah dunia yang sangat menarik, dengan kemungkinan lautan global di bawah kulit luar ais. Permukaan Europa sangat licin untuk bahagian yang paling, tersangkut dengan banyak patah tulang, menjadikan bulan kelihatan seperti telur retak gergasi. Tetapi rantau khatulistiwa nampaknya sedikit lebih kasar menurut kajian baru, dengan bilah-bilah berlian mungkin sehingga 50 kaki tinggi dan lebar 23 kaki (15 meter tinggi, 7 meter lebar) mengikut analisis baru ciri-ciri permukaan. Mereka mungkin sama dengan formasi yang dipanggil penitentes, yang dikenali di Bumi dan lebih baru-baru ini ditemui di Pluto - "rupa bumi" - oleh kapal angkasa New Horizons pada tahun 2015. Menurut penyelidik bersama Orkan Umurhan, ahli sains astrofizik dan planet di NASA Ames Pusat Penyelidikan:

Ia hanya satu masa sahaja sebelum kita mula membayangkan bahawa kawasan tanah bergerigi ini mungkin wujud di tempat lain di dalam sistem solar.

Permukaan berais Europa agak lancar keseluruhannya, kecuali banyak retak yang menyilangkan bulan, menjadikannya seperti telur retak gergasi. Imej melalui NASA-JPL-Caltech.

Penitentes sebagai asasnya ais gergasi ais yang berorientasikan diri ke arah matahari. Di Gurun Atacama di utara Chili, mereka boleh ditemui di kawasan yang cerah, sinar matahari yang tetap dan sejuk, kering, masih udara. Kehangatan matahari menyebabkan ais dan salju menjadi sublimat berubah menjadi wap air tanpa lebat terlebih dahulu dalam proses yang disebut sublimasi. Mereka boleh tumbuh sehingga 16 kaki tinggi. Seperti yang mereka bentuk, mereka cenderung secara semulajadi mengarahkan diri ke arah matahari tengah hari.

Oleh kerana mereka ditemui di Bumi dan Pluto, para penyelidik ingin melihat sama ada mereka juga boleh wujud di Eropah. Dari kertas baru:

Di Bumi, penyejukan deposit ais besar-besaran di latitud khatulistiwa di bawah keadaan sejuk dan kering dengan ketiadaan cecair cair menyebabkan pembentukan tekstur berduri dan tebal terhantam ke permukaan ais. Bilah sublimasi yang diukir ini dikenali sebagai penitentes. Untuk proses ini berlaku di planet lain, ais mesti cukup tidak menentu untuk sublimat di bawah keadaan permukaan, dan proses yang berlainan yang bertindak untuk melicinkan topografi mesti beroperasi dengan lebih perlahan. Di sini kita mengira kadar penyejatan air ais merentasi permukaan bulan Jupiter pada bulan Europa. Kami mendapati bahawa kadar penyejukan permukaan melebihi hakisan oleh proses cuaca yang berleluasa di pinggir Equatorial Eropah (lintang di bawah 23 darjah), dan keadaan itu akan memihak pertumbuhan peniten. Kami menganggarkan bahawa penitentes di Europa dapat mencapai kedalaman 15 meter dengan jarak 25 kaki [25 kaki] berhampiran khatulistiwa, secara purata, jika mereka telah berkembang sepanjang selang waktu yang dibenarkan oleh Europa Europa umur permukaan. Walaupun imej yang tersedia di Eropah tidak mempunyai resolusi yang mencukupi untuk mengesan kekasaran permukaan pada skala multi-meter, data radar dan haba adalah konsisten dengan tafsiran kami. Kami mencadangkan agar penitentes dapat menimbulkan bahaya kepada pendatang masa depan di Europa.

Untuk menentukan sama ada ia boleh berlaku di Europa, para penyelidik perlu mengira kadar penyejatan air ais di seluruh permukaan Europa. Ini kemudiannya dibandingkan dengan kesan meteorit dan pengeboman dari zarah-zarah yang dikenakan elektrik yang melanda Europa dari Musytari.

Penitentes di Gurun Atacama di Chile. Imej melalui ESO / B. Tafreshi.

Menurut analisis mereka, proses pemejalwapan akan mewujudkan ciri-ciri permukaan yang kasar di kawasan khatulistiwa di Eropah, manakala kawasan lain akan tetap lancar - penitentes akan dengan jelas menerangkan radar dan anomali haba yang dilihat sebelum ini pada bulan ini Musytari. Seperti saintis planet Cyril Grima di University of Texas di Austin berkata:

Ia sentiasa menyenangkan untuk melihat bagaimana sains yang ketat boleh membantu kita membayangkan bagaimana permukaan planet yang tidak diketahui boleh pada skala belum pernah diperhatikan lagi.

Kewujudan pancang es telah, pada ketika ini, telah diimpeksikan daripada langsung diperhatikan, kerana resolusi yang agak rendah daripada imej-imej lama dari siasatan Galileo - masih imej terbaik yang kita ada sekarang. Mana-mana probe masa depan, seperti Europa Clipper yang akan datang - yang akan menjalankan pelbagai flybys dekat bulan, tetapi tidak tanah - akan dapat imej permukaan dalam resolusi yang lebih tinggi. Grima menyebut ini juga, mengatakan bahawa:

Muatan Europa Clipper yang akan datang sangat sesuai untuk pengesanan seperti itu.

Konsep artis mengenai masa depan Europa Clipper misi, yang akan dapat imej permukaan dalam resolusi jauh lebih tinggi berbanding sebelum ini. Imej melalui NASA.

Resolusi itu diperlukan, memandangkan pancang es yang tinggi dapat menimbulkan bahaya yang serius kepada mana-mana lander. Jadi bagaimana NASA, atau mana-mana agensi angkasa lain, bersedia untuk kemungkinan itu? Beberapa ujian makmal lain menunjukkan bahawa mungkin tidak ada penitentes di Europa sama sekali. Menurut Kevin Hand di Makmal Propulsion Jet NASA:

Kami telah melihat masalah ini, dan kami memutuskan perkara terbaik untuk dilakukan adalah membina Europa dalam makmal. Setakat ini, pasukan kami masih belum melihat borang peniten di dalam makmal di bawah keadaan yang setanding dengan Europa. Saya yakin terdapat pembentukan aneh di Europa, tetapi mereka tidak dibentuk oleh fizik yang sama yang mendorong pembentukan penitente di Bumi.

Sama ada benar-benar penitentes di Eropah belum diketahui, tetapi ia seolah-olah bijak untuk apa-apa misi pendarat masa depan - seperti yang dicadangkan untuk mengikuti misi Europa Clipper - untuk mengambil kira kemungkinan. Orang-orang di Pluto misalnya - sementara yang lebih besar - tidak dijangka, tetapi pasti nyata.

Apabila kapal angkasa New Horizons melanda Pluto pada tahun 2015, ia mendapati penitentes di sana. Mereka juga dipanggil medan bladed (pusat bawah imej). Imej melalui NASA / Johns Hopkins University / APL / Institut Penyelidikan Southwest.

Para penitentes Pluto adalah bukti bahawa sublimasi boleh mencipta beberapa formasi yang aneh di seluruh sistem suria, walaupun di dunia dengan sedikit atau tiada suasana, seperti Europa. Seperti kata Umurhan:

Ia menjadi jelas bahawa bentuk bumi yang diukir oleh sublimasi mungkin agak meluas di kalangan badan yang berais dalam sistem solar. Apabila anda pergi ke Gurun Atacama dan melihatnya, ia terasa cantik di dunia, dan sekarang kita melihat bahawa ini benar-benar berlaku.

Bottom line: Jika ada penitentes - pancang besar ais - pada permukaan bulan Jupiter di Europa, mereka boleh membuat pendaratan masa depan di sana sukar. Misi ruang yang akan datang, seperti Europa Clipper, akan meninjau permukaan dalam detail yang lebih besar untuk mencari tapak pendaratan yang sesuai.

Sumber: Pembentukan skala kekasaran bilah meter pada permukaan Europa dengan ablasi ais

Melalui Alam Geosains