木星の月エウロパは、生命を探す上での最有力候補です。 凍った月には地下の海があり、証拠はそれが暖かく、塩辛く、そして生命を可能にする化学物質が豊富であることを示しています。
新しい研究によると、月は氷の殻の下に酸素を引き込み、そこでは単純な生命を養っている可能性があります。
ヨーロッパがその地下の海で生命を維持できるかどうかは非常に議論の余地があり、NASAが エウロパクリッパー そこの。
エウロパへの使命は細心の注意を払って設計する必要があり、NASAは、科学者がクリッパーに対処してほしい特定の質問に基づいて設計の一部を行っています。 宇宙船をエウロパに送って、生命を見つけるように言うことはできません。
NASAは大きな質問を念頭に置いてミッションを設計しますが、それらはより小さな特定の質問にしか答えることができません。 そのため、科学者はヨーロッパのさまざまな側面を研究し、シミュレーションを実行して、彼らが尋ねる使命を必要とする質問を微調整しています。
酸素はそれらの質問の1つの中心にあります。 それはヨーロッパの居住性を理解する上での最後のピースかもしれません。
ヨーロッパは、生命がそれ自体を維持するために必要なもののほとんどを持っているか、持っていると私たちは考えています。 水は主成分であり、海面下には豊富な水があります。 ヨーロッパは地球の海よりも多くの水を持っています。
また、必要な化学栄養素が含まれています。 生命にはエネルギーが必要であり、エウロパのエネルギー源は木星からの潮汐屈曲であり、木星はその内部を加熱し、海が固まるのを防ぎます。 これらは、ほとんどの科学者にとってかなり確立された事実です。
凍った月の表面にも酸素があり、居住性のもう1つの興味深いヒントです。 木星からの太陽光と荷電粒子が月の表面に当たると、酸素が生成されます。
しかし、問題があります。ヨーロッパの厚い氷床は、酸素と海の間の障壁です。 ヨーロッパの表面は固く凍っているので、どんな生命もその広大な海にいなければなりません。
酸素はどのようにして海面から海へと移動することができますか？
新しい研究レターによると、ヨーロッパの氷の殻の塩水のプールは、表面から海に酸素を輸送している可能性があります。 研究レターは「密度駆動の塩水浸透によるヨーロッパの氷殻を通る下向きの酸化剤輸送、“ジャーナルに掲載 地球物理学研究レター。
筆頭著者は、UTジャクソン地球科学部地質学部の教授であるマークヘスです。
これらの塩水溜まりは、海の対流によって氷が溶けるシェルの場所に存在します。 ヨーロッパの有名でフォトジェニック カオス地形 これらのプールの上に形成されます。
（（NASA / JPL-Caltech / Kevin M. Gill）。
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カオス地形は、エウロパの凍った表面の約25パーセントを覆っています。 カオス地形は、尾根、亀裂、断層、平野が混ざり合っている場所です。
カオス地形の正確な原因についての明確な理解はありませんが、それは不均一な地下の加熱と融解に関連している可能性があります。 ヨーロッパの最も象徴的な画像のいくつかは、この奇妙に美しい特徴を強調しています。
科学者たちは、ヨーロッパの氷床の厚さは約15〜25 km（10〜15マイル）だと考えています。 A 2011年の調査 エウロパの混沌とした地形は、氷の下わずか3 km（1.9マイル）の液体の水の広大な湖の上にある可能性があることがわかりました。
これらの湖は地下の海に直接接続されていませんが、それらに流れ込むことができます。 この新しい研究によると、ブリニー湖は地表の酸素と混ざり合う可能性があり、時間の経過とともに、より深い地下の海に大量の酸素を届けることができます。
「私たちの研究は、このプロセスを可能性の領域に入れています。」 言った ヘッセン。 「それは、ヨーロッパの地下海洋の居住性の未解決の問題の1つと考えられているものに対する解決策を提供します。」
研究者たちは、シミュレーションで酸素が氷の中をどのように輸送されるかを示しました。
（Hesse et al。、Geophys。Res。Lett。、2022）
その上： この図は、酸化剤がどのように生成され、ヨーロッパの表面の氷に分布しているかを示しています。 放射線分解スパッタH2OからHへ2 およびO、OはOに再結合します2。 Oのいくつか2 月の大気圏に放出されますが、そのほとんどは氷のようなレゴリスに戻り、泡に閉じ込められます。 気泡は、酸化剤の主要な地表近くの貯留層です。 何千年もの間、泡は海に降りることができます。
酸素を含んだ塩水は、多孔性の波で地下の海に移動します。 多孔性の波は、氷の細孔を瞬間的に広げてからすぐに再び密閉することにより、塩水を氷の中を運びます。 何千年もの間、これらの多孔性の波は、酸素が豊富な塩水を海に運びます。
カオス地形と酸素輸送の関係は完全には明らかではありません。 しかし、科学者たちは、潮汐加熱によって引き起こされた対流湧昇が部分的に氷を溶かし、表面の混沌とした混沌とした地形として現れると考えています。 塩水の下の氷は、酸素が豊富な塩水を海に排出するために、溶融または部分的に溶融している必要があります。
「これらの塩水を排出するには、下にある氷が浸透性であり、部分的に溶けている必要があります。以前の研究では、潮汐加熱により、ヨーロッパの氷殻の対流部分の湧昇の温度が純粋な氷の融点まで上昇することが示されています」と著者は述べています。 書きます。
「混沌とした地形が形成される可能性が高いことを考えると ダイアピル湧昇、下にある氷が部分的に溶けているのはもっともらしい」と述べた。 言う。 接続している氷にNaClが存在すると、溶融物が増加する可能性があります。
Europaの表面はひどく冷たいですが、酸素を塩水で輸送できないほど急速に再凍結するほどには冷たくありません。 月の極では、気温がマイナス220°C（370°F）を超えることはありません。
しかし、モデルの 結果 「…表面での再凍結が遅すぎて、ブラインの排水を阻止し、内海への酸化剤の供給を防ぐことができないことを示しています。」
エウロパの表面の氷は固く凍っていますが、その下の氷は対流性であるため、氷結が遅れます。 そして、いくつかの研究は、 海底は火山性である可能性があります。
研究 言う ヨーロッパの表面で吸収された酸素の約86パーセントが海に到達します。 月の歴史上、その割合は大幅に変化した可能性があります。
しかし、研究者のモデルによって生成された最高の推定値は、地球と非常によく似た酸素の豊富な海を作成します。 何かが氷の下に住んでいる可能性がありますか？
「氷の真下に生息するある種の好気性生物について考えるのは魅力的です」 言った NASAのジェット推進研究所（JPL）の研究科学者であり、惑星内部および地球物理学グループの監督者であるスティーブン・ヴァンスの共著者。
ケビン・ハンドは、エウロパ、その生命の可能性、そして今後のエウロパ・クリッパーの使命に熱心に興味を持っている多くの科学者の1人です。 HandはNASA/JPLの科学者であり、その仕事はEuropaに焦点を当てています。 彼は、ヘッセと彼の仲間の研究者が凍った月の海の酸素の問題を解決したことを期待しています。
「ヨーロッパの表面には酸素のような有用な化合物があることを私たちは知っていますが、それらは生命がそれらを使用できる下の海にそれを作りますか？」 彼 尋ねた。 「ヘッセと彼の協力者たちの仕事では、答えはイエスのようです。」
エウロパクリッパーは、これらの調査結果を確認するためにどのような質問をすることができますか？
クリッパーはヨーロッパに捧げられた最初のミッションです。 エウロパについては、確認できていないことをたくさん知っていると思います。 Clipperは、次の3つの大きな目的に対応するように設計されています。
- 海の組成を調べて、生命を維持するために必要な要素があるかどうかを判断します。
- 月の地質を調べて、カオス地形を含む表面がどのように形成されたかを理解します。
- 氷の殻の厚さ、およびその中と下に液体の水があるかどうかを判断します。 彼らはまた、海が表面とどのように相互作用するかを決定します：海の何かが殻を通って頂上まで上昇しますか？ 表面からの物質は海に向かって働きますか？
その最後のポイントは、表面から海への酸素の潜在的な輸送について語っています。 エウロパクリッパーは、これらの質問に対処するために連携して機能する10の機器を搭載します。
The 惑星探査/ヨーロッパ用の質量分析計 （MASPEX）は、ヨーロッパでの酸素輸送に関して特に興味深いものです。
「MASPEXは、ヨーロッパの表面、大気、疑わしい海の化学的性質など、ヨーロッパの近くのガスから重要な答えを得るでしょう」と、機器のウェブページは 説明します。 「MASPEXは、木星の放射がエウロパの表面化合物をどのように変化させるか、そして表面と海洋がどのように物質を交換するかを研究します。」
MASPEX、およびその他のEuropa Clipperの機器は、海面から海への酸素輸送を確認する可能性があります。海には、生命が存在する場合にそれを使用できます。
しかし、しばらく待つ必要があります。
エウロパクリッパーは2024年10月に打ち上げられる予定で、5。5年後まで木星システムに到達しません。 そこに着くと、その科学段階は4年間続くと予想されます。 したがって、すべてのデータを取得する前に2034年になる可能性があります。
その間、このような研究は私たちの食欲を刺激するでしょう。
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