Vloeistof in de ijzige schil van de Joviaanse maan bevindt zich mogelijk achter de “dubbele richels” op het oppervlak
Reeksen dubbele richels gescheiden door troggen zijn enkele van de meest voorkomende oppervlaktekenmerken op Europa (afgebeeld), een van de grote ijzige manen van Jupiter. Een studie stelt een nieuw idee voor hoe dergelijke noksystemen worden gevormd.
Het bevroren oppervlak van Europa is bedekt met opvallende paren richels die zich over de ijstroggen uitstrekken. Deze dubbele richels zijn de meest voorkomende kenmerken op de Jupitermaan. Maar wetenschappers hebben nog geen duidelijk idee van hoe de eigenaardigheden ontstaan.
Nu suggereert een analyse van afbeeldingen van een vergelijkbare reeks ruggen op de Groenlandse ijskap dat: relatief ondiep water binnen Europa’s dikke ijzige schil kan achter hun vorming zitten, rapporteren wetenschappers 19 april in Natuurcommunicatie. Als dat zo is, zou dat kunnen betekenen dat Europa veel ondieper vloeibaar water heeft dan wetenschappers dachten.
Europa’s dubbele noksystemen, die zich honderden kilometers kunnen uitstrekken, bevatten enkele van de oudste kenmerken op de maan, zegt Riley Culberg, een geofysicus aan de Stanford University. Sommige onderzoekers hebben gesuggereerd dat het buigen van de ijzige schil van de maan als gevolg van getijden in een onderliggende vloeibaar wateroceaan een rol speelt bij de vorming van de ruggen (SN: 8/6/20). Weer anderen hebben gesuggereerd dat water diep uit de ijzige maan is uitgebarsten – een proces dat bekend staat als cryovulkanisme – om de ruggen te creëren. Zonder een nadere blik was het echter moeilijk om een meer solide verklaring te vinden.
Maar Culberg en zijn collega’s lijken een pauze te hebben genomen. Gegevens verzameld door NASA’s ICESat-2-satelliet in maart 2016 toonden een 800 meter lang dubbel rugsysteem in het noordwesten van Groenland. Dus het team keek terug naar andere afbeeldingen om te zien wanneer het noksysteem voor het eerst verscheen en om te beoordelen hoe het groeide. De onderzoekers ontdekten dat de richels al in juli 2013 verschenen op afbeeldingen die er nog steeds zijn.
Toen de richels – die aan weerszijden van een trog liggen, zoals die op Europa – hun volledige grootte bereikten, waren ze gemiddeld slechts 2,1 meter hoog. Dat is een stuk kleiner dan de richels op Europa, die 300 meter of meer van het maanoppervlak kunnen stijgen. Maar de zwaartekracht aan het oppervlak is veel lager op Europa, dus richels kunnen daar veel groter worden, zegt Culberg. Toen hij en zijn collega’s in hun berekeningen het verschil tussen de zwaartekracht van de aarde en die van Europa in overweging namen, ontdekten ze dat de verhoudingen van de twee noksystemen consistent zijn.
Wetenschappers zullen nooit een perfect analoog van Europa op aarde krijgen, maar de richels in Groenland “zien er precies uit als de Europan-ruggen”, zegt Laurent Montési, een geofysicus aan de Universiteit van Maryland in College Park die niet bij het onderzoek betrokken was.
Gegevens van op het vliegtuig gemonteerde radar verzameld in maart 2016 laten zien dat een met water gevulde laag sneeuw ongeveer 10 tot 15 meter onder het oppervlak onder de Groenlandse ruggen ligt, zeggen Culberg en zijn team. Dat water is afkomstig van smeltwater aan de oppervlakte dat zinkt in en vervolgens wordt opgevangen in de begraven sneeuw, die op zijn beurt bovenop een ondoordringbare laag ijs zit.
Herhaalde vries-dooicycli van water in die laag sneeuw zouden water naar de oppervlakte persen, stellen de onderzoekers voor. In de eerste fase van het opnieuw invriezen vormt zich een stevige ijsprop. Als er dan meer water bevriest, zet het uit en wordt het aan weerszijden van die plug naar het oppervlak gedwongen, waardoor het materiaal omhoog wordt geduwd en de dubbele ribbels aan het oppervlak ontstaan.
Op Europa werkt het proces op dezelfde manier, suggereren de onderzoekers. Maar omdat er geen smeltwater of neerslag aan het oppervlak van de maan is, zou er waarschijnlijk water in de buurt van het oppervlak moeten komen van de oceaan waarvan men denkt dat het gevangen zit onder de ijzige schil van de maan (14/5/18). Zodra dat water door scheuren naar de oppervlakte steeg, kon het zich ophopen in dikke ijslagen die werden verbrijzeld door getijbuigingen of de inslagen van meteorieten.
“Er is een algemene consensus dat deze richels ontstaan uit scheuren in het ijs”, zegt William McKinnon, een planetaire wetenschapper aan de Washington University in Saint Louis die niet bij het onderzoek betrokken was. “Maar hoe doen ze het is de vraag.”
Het antwoord op die vraag laat misschien niet lang op zich wachten, zegt McKinnon. NASA’s Europa Clipper-missie staat gepland voor eind 2024. Als alles goed gaat, zal de orbiter in april 2030 bij Jupiter aankomen. ,” hij zegt.
Onderzoekers zullen ook geïnteresseerd zijn om te zien of de missie kan nagaan wat voor soort materiaal er vanuit de oceaan diep beneden naar Europa’s oppervlak is gebracht, omdat de maan wordt beschouwd als een van de beste plaatsen in het zonnestelsel om naar buitenaards leven te zoeken (SN: 4/8/20).
