Ice Europe deformata da un generatore di calore inaspettato

Ice Europe deformata da un generatore di calore inaspettato

Questa eccitazione circonda la missione Juno della NASA, che entrerà nell'orbita di Giove quest'estate, e le future missioni che stanno progettando di esplorare i ghiacci della sua luna, l'Europa. Nuove ricerche sulle strane proprietà della crosta lunare incrinata potrebbero rivelare alcuni punti interessanti sull'oceano sottosuperficiale dell'Europa.

I ricercatori della Brown University di Providence, nel Rhode Island, hanno combinato osservazioni europee con modelli computerizzati e esperimenti di laboratorio che aiuteranno a rilevare le contrazioni di marea causate dall'enorme campo gravitazionale Giove. Il che a sua volta può portare al fatto che il ghiaccio frammentato della luna genera più calore del pensiero, creando nuove eccitanti opportunità di cercare la vita in Europa.

Prima che le missioni Voyager e Pionieri della NASA completassero le loro missioni negli anni '70 e poi nelle missioni Galileo negli anni '90, avevamo poca conoscenza della natura dinamica dei satelliti di Giove. "Gli scienziati si aspettavano di vedere zone fredde e morte, ma sono stati immediatamente storditi dalle loro superfici sorprendenti", ha detto Christine McCarthy, della Columbia University, che ha condotto una ricerca su Ice Europa come studente laureato alla Brown University. - "C'era ovviamente una specie di attività tettonica - tutto si muoveva e scoppiettava. C'erano anche posti sull'Europa che sembravano ghiaccio sciolto o molle. "

Oggi è noto che l'Europa ha un vasto oceano di acqua sotterranea, protetto da una crosta di ghiaccio frammentata, che sembra muoversi allo stesso modo delle placche continentali sulla Terra. La pressione delle maree nell'orbita dell'Europa attorno a Giove crea una dinamo interna che riscalda delicatamente la luna dal nucleo, mantenendo l'oceano in uno stato liquido. Inoltre, si ritiene che il movimento delle lastre di ghiaccio generi il proprio calore attraverso processi di attrito ai limiti. Oltre al calore generato dalla ripetuta flessione dei ganci a filo, il calore viene dissipato attraverso le ripetute curve di marea della crosta europea entro questi limiti. Ma i processi su piccola scala dietro questa dissipazione di marea sono scarsamente compresi e potrebbero essere stati estremamente sottovalutati.

"Le persone usano semplici modelli meccanici per descrivere il ghiaccio", ha detto McCarthy. "Non hanno studiato i tipi di flusso di calore che avrebbero creato questa tettonica. Quindi, abbiamo condotto diversi esperimenti per cercare di capire meglio questo processo. "

Per imitare ciò che potrebbe accadere nella corteccia dell'Europa, McCarthy ha condotto un progetto per simulare la pressione delle maree, che sarà avvertita dal ghiaccio dell'Europa in laboratorio. Caricando campioni di ghiaccio in un dispositivo di compressione presso la Brown University, sarà possibile misurare il grado di deformazione e calore.

Finora, non è stato suggerito che la maggior parte del calore provenga dall'attrito tra i singoli granuli di ghiaccio. Ciò suggerisce che il riscaldamento per attrito è direttamente correlato alla dimensione dei granuli. Ma cambiando la dimensione dei granuli di ghiaccio nei campioni, McCarthy non ha notato alcuna differenza nel flusso di calore. Invece, si rese conto che la maggior parte del calore proviene da difetti microscopici nella struttura cristallina del ghiaccio, dal momento che il ghiaccio era deformato. Maggiore è la deformazione, più calore viene generato.

"Cristina ha scoperto che, rispetto ai modelli utilizzati dalla comunità, il ghiaccio è più dissipativo di quanto si pensasse", ha affermato il collega Reed Cooper della Brown University. "La bellezza di questo è che non appena otteniamo l'ordine fisico, diventa sorprendentemente estrapolato. "Queste caratteristiche fisiche sono il primo ordine nella comprensione dello spessore del guscio dell'Europa. A sua volta, lo spessore del guscio rispetto alla chimica volumetrica della luna è importante per comprendere la chimica di questo oceano. E se stai cercando la vita, la chimica dell'oceano è un punto importante. "

In breve, la consapevolezza che la struttura microscopica del ghiaccio genera calore e che il calore generato più di quello che si può ottenere con il riscaldamento per attrito aiuta gli scienziati a imparare molto di più sulla fisica della crosta di ghiaccio dell'Europa e, quindi, apre una nuova finestra sulla chimica dell'acqua liquida oceanica. situato al di sotto.

Mentre la NASA progetta di esplorare uno dei mondi più eccitanti del sistema solare attraverso la futura missione Europa Clipper, questa ricerca di base ti aiuterà a capire meglio il potenziale abitato del misterioso oceano europeo.

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