Европа може да има извисяващи се ледени шипове на повърхността си

Ледени шипове - известни още като penitentes - по Горния Рио Бланко в Централните Анди на Аржентина. Подобни ледени шипове биха могли да съществуват на повърхността на Луната на Юпитер, на нейните екваториални ширини. Изображение чрез Арваки / Уикипедия.

Всички тези светове са ваши - с изключение на Европа. Не се опитвайте да кацате там . Така върви и познатата линия от романа за научна фантастика от 1982 г. „2010: Одисея две“ от Артър К. Кларк. В него изкуственият интелект на име HAL предупреждава човешките астронавти да не се опитват да кацнат на повърхността на Луната на Юпитер. Сега, както се оказва, приземяването на Европа може да се окаже трудно в действителност - не заради извънземни - а заради масивни шипове лед, за които изследователите подозират, че могат да бъдат високи колкото пететажни сгради. Констатациите бяха публикувани в рецензираното списание Nature Geoscience на 8 октомври 2018 г.

Европа е един от четирите известни галилейски спътници на Юпитер. Това е силно интригуващ свят, с възможен глобален океан под външна ледена обвивка. Повърхността на Европа е забележително гладка в по-голямата си част, пресечена от много фрактури, което прави луната да изглежда като гигантско напукано яйце. Но екваториалният регион изглежда малко по-груб според новото проучване с ледени остриета, които вероятно ще бъдат високи до 50 фута и ширина 23 фута (15 метра височина, 7 метра ширина) според новите анализи на характеристиките на повърхността. Те може да са подобни на формации, наречени penitentes, известни на Земята и наскоро открити на Плутон - „острието на терена“ - от космическия кораб „New Horizons“ през 2015 г. Според съавтора на изследването Оркан Умурхан, астрофизик и планетарен учен от NASA Ames Изследователски център:

Беше въпрос на време преди да започнем да си представяме, че тези назъбени терени могат да съществуват другаде в Слънчевата система.

Ледената повърхност на Европа като цяло е доста гладка, с изключение на многобройните пукнатини, които пресичат луната, което прави вид на гигантско напукано яйце. Изображение чрез NASA-JPL-Caltech.

Penitentes като основно гигантски остриета от лед, които са самоориентирани към слънцето. В пустинята Атакама в северната част на Чили те могат да бъдат намерени в райони с ярка, устойчива слънчева светлина и студен, сух, неподвижен въздух. Топлината на слънцето кара ледът и снегът да сублимират се превръщат във водна пара, без първо да се стопяват в процес, наречен сублимация. Тези могат да растат до 16 фута висок. Докато формират, те са склонни естествено да се ориентират към обедното слънце.

Тъй като те са открити на Земята и Плутон, изследователите искаха да видят дали могат да съществуват и в Европа. От новата хартия:

На Земята сублимацията на масивни ледени отлагания на екваториални ширини при студени и сухи условия при липса на каквато и да е течна стопилка води до образуването на шипкови и остриеви текстури, ерозирани в повърхността на леда. Тези оформени сублимационни остриета са известни като penitentes. За да се осъществи този процес на друга планета, ледът трябва да бъде достатъчно променлив, за да сублимира при повърхностни условия, а дифузионните процеси, които действат за изглаждане на топографията, трябва да действат по-бавно. Тук изчисляваме процентите на сублимация на водния лед по повърхността на Юпитер луна Европа. Откриваме, че степента на сублимация на повърхността надвишава степента на ерозия от процесите на космическо изветряване в екваториалния пояс на Europa (географски ширини под 23 градуса) и тези условия биха благоприятствали растежа на пенитенте. Смятаме, че пенитентите в Европа биха могли да достигнат 15 метра дълбочина с разстояние 7, 5 метра [25 фута] в близост до екватора, ако бяха разработени през интервала, разрешен от Europa s повърхностна възраст. Въпреки че наличните изображения на Европа нямат достатъчна разделителна способност за откриване на грапавостта на повърхността в многометрова скала, радарните и топлинните данни са в съответствие с нашата интерпретация. Предлагаме, че penitentes може да представлява опасност за бъдещ земеделски производител в Европа.

За да определят дали те могат да се появят на Европа, изследователите трябваше да изчислят скоростите на сублимация на водния лед по цялата повърхност на Европа. След това те бяха сравнени с метеоритни въздействия и бомбардировки от електрически заредени частици, които удариха Европа от Юпитер.

Пенитентес в пустинята Атакама в Чили. Изображение чрез ESO / B. Tafreshi.

Според техния анализ процесите на сублимация биха създали по-груби повърхностни характеристики в екваториалния регион Европа, докато други региони ще останат по-гладки - пенитентите биха обяснили добре радарните и топлинните аномалии, наблюдавани по-рано на тази луна на Юпитер. Както отбеляза планетарният учен Кирил Грима от Тексаския университет в Остин:

Винаги е приятно да видим как строгата наука може да ни помогне да си представим как повърхността на непозната планета би могла да бъде в мащаб, който досега не е наблюдаван.

В този момент съществуването на ледените шипове е било направено, а не директно наблюдавано, поради сравнително ниската разделителна способност на старите изображения от сондата Галилео - все още най-добрите изображения, които имаме в момента. Всякакви бъдещи сонди, като например предстоящата Europa Clipper - която ще проведе множество близки полети на Луната, но не и да кацат - ще могат да изобразят повърхността с много по-висока разделителна способност. Грима спомена и това, казвайки:

Полезният товар на предстоящия Europa Clipper е напълно подходящ за този вид откриване.

Концепцията на художника за бъдещата мисия Europa Clipper, която ще може да изобрази повърхността с много по-висока резолюция от всякога. Изображение чрез НАСА.

Тази резолюция ще е необходима, тъй като високите заострени ледени шипове могат да представляват сериозна опасност за всеки кацач. И така, как НАСА или друга космическа агенция се подготвя за тази възможност? Някои други лабораторни тестове предполагат, че изобщо не може да има penitentes на Europa. Според Кевин Хенд от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА:

Разгледахме този проблем и решихме, че най-доброто нещо да направим е просто да изградим Европа в лабораторията. Засега нашият екип все още не е виждал penitentes в лабораторията при условия, сравними с Europa. Сигурен съм, че в Европа има странни образувания, но те не са формирани от същата физика, която задвижва образуването на penitente на Земята.

Дали penitentes наистина съществуват в Европа все още не е известно, но изглежда разумно всяка бъдеща мисия на земя - като една, предложена да следва мисията Europa Clipper - да вземе предвид възможността. Тези на Плутон например - докато са по-големи - бяха неочаквани, но определено са истински.

Когато космическият апарат New Horizons премина през Плутон през 2015 г., той откри пенитентите там. Наричат ​​се още остриеви терен (долен център на изображението). Изображение чрез NASA / Johns Hopkins University / APL / Southwest Research Institute.

Плутоните на Плутон са доказателство, че сублимацията може да създаде някои причудливи образувания в цялата Слънчева система, дори в светове с малко или никаква атмосфера, като Европа. Както отбеляза Умурхан:

Става очевидно, че релефните форми, изваяни от сублимация, могат да бъдат доста широко разпространени сред ледени тела в Слънчевата система. Когато отидете в пустинята Атакама и ги видите, това се чувства доста иначе, а сега виждаме, че това наистина е така.

Долен ред: Ако има пенитенти - големи шипове лед - на повърхността на луната Европа на Юпитер, те биха могли да затруднят бъдещо кацане там. Предстоящите космически мисии, като Europa Clipper, ще проучат повърхността с много по-големи подробности, за да намерят подходящи места за кацане.

Източник: Образуване на метрова грапавост на повърхността на Европа чрез аблация на лед

Чрез Nature Geoscience