Europa. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Penemuan bahawa bulan Jupiter Europa kemungkinan besar mempunyai lautan sejuk dan asin di bawah kerak es yang beku telah meletakkan Europa dalam senarai pendek objek dalam sistem suria kita yang ingin dikaji oleh ahli astrobiologi. Pada persidangan Earth System Processes II di Calgary, Kanada, Ron Greeley, ahli geologi planet dan profesor geologi di Arizona State University di Phoenix, Arizona, memberikan ceramah merangkum apa yang diketahui mengenai Musytari dan bulannya, dan apa yang masih perlu dijumpai .
Terdapat enam kapal angkasa yang telah meneroka sistem Musytari. Dua yang pertama adalah kapal angkasa Pioneer pada tahun 1970-an yang terbang menggunakan sistem Musytari dan membuat beberapa pemerhatian ringkas. Itu diikuti oleh kapal angkasa Voyager I dan II, yang memberi kami pandangan terperinci pertama kami mengenai satelit Galilea. Tetapi kebanyakan maklumat yang kami perolehi berasal dari misi Galileo. Baru-baru ini, terdapat kapal terbang kapal angkasa Cassini, yang dilalui oleh Musytari dan membuat pemerhatian dalam perjalanan ke Saturnus, di mana ia sedang beroperasi. Tetapi hampir semua yang kita ketahui mengenai geologi sistem Musytari, dan khususnya satelit Galilea (Io, Europa, Ganymede dan Callisto), berasal dari misi Galileo. Galileo memberi kami banyak maklumat yang luar biasa yang masih dalam proses analisisnya hingga kini.
Terdapat empat satelit Galilea. Io, yang paling dalam, adalah gunung berapi yang paling aktif dalam sistem suria. Ini memperoleh tenaga dalamannya dari tekanan pasang surut di pedalaman, kerana ia ditarik-tarik antara Europa dan Musytari. Letupan gunung berapi yang kita lihat di sana sangat mengagumkan. Ada bulu yang dikeluarkan kira-kira 200 kilometer di atas permukaan. Kami juga melihat gunung berapi yang berkesan dalam bentuk aliran lava meletus ke permukaan. Ini adalah suhu yang sangat tinggi, aliran bendalir. Di Io, kita melihat aliran ini meluas sepanjang ratusan kilometer di seluruh permukaan.
Semua satelit Galilea berada dalam orbit elips, yang bermaksud bahawa kadang-kadang mereka lebih dekat dengan Musytari, pada waktu lain mereka berada lebih jauh, dan mereka didorong-ditarik oleh jiran mereka. Itu menghasilkan geseran dalaman ke tahap yang mencukupi, dalam kes Io, untuk mencairkan bahagian dalam dan "menggerakkan" gunung berapi. Proses yang sama berlaku di Europa. Dan ada kemungkinan gunung berapi silikat berlaku di bawah kerak es di Europa.
Ganymede adalah satelit terbesar dalam sistem suria. Ia mempunyai cangkang es yang luar. Kami berpendapat bahawa ia mempunyai lautan sub-ais air cair di atas teras silikat dan mungkin teras logam dalaman kecil. Ganymede telah mengalami proses geologi sejak pembentukannya. Ia mempunyai sejarah yang kompleks, dikuasai oleh proses tektonik. Kami melihat gabungan ciri-ciri yang sangat lama dan ciri-ciri yang sangat muda. Kita dapat melihat corak fakta yang rumit di permukaannya yang memotong corak patah yang lebih tua. Permukaannya pecah menjadi bongkah-bongkah yang telah dialihkan pada bahagian dalaman yang kelihatan cair. Kami juga melihat sejarah impak sejak zaman pengeboman awal. Membongkar sejarah tektonik Ganymede adalah kerja dalam proses.
Callisto adalah satelit terluar dari Galilea. Itu juga, telah terkena dampak pengeboman, yang mencerminkan sejarah pertambahan awal sistem suria pada umumnya, dan sistem Musytari secara khusus. Permukaannya dikuasai oleh kawah dari semua saiz. Tetapi kami terkejut dengan kekurangan kawah yang sangat kecil. Kami melihat kawah impak sangat kecil pada jirannya, Ganymede; kita tidak melihatnya di Callisto. Terdapat beberapa proses, menurut kami, iaitu menghapus kawah kecil - tetapi hanya di kawasan terpilih di bulan. Ini adalah misteri yang belum dapat diselesaikan: Apakah proses membuang kawah kecil di beberapa kawasan, atau sebagai alternatif, mungkin mereka tidak terbentuk di sana untuk beberapa alasan untuk memulai? Sekali lagi, ini adalah topik penyelidikan berterusan.
Yang ingin saya bicarakan terutamanya ialah Europa. Europa kira-kira seukuran bulan Bumi. Ini terutamanya objek silikat, tetapi ia mempunyai cangkang luar H2O, permukaannya beku. Jumlah isipadu air yang meliputi bahagian dalam silikatnya melebihi semua air di Bumi. Permukaan air itu beku. Persoalannya: Apa yang ada di bawah tempurung beku itu? Adakah terdapat ais padat hingga ke dasar, atau ada lautan cair? Kami rasa ada air cair di bawah kerak berais, tetapi kami pasti tidak mengetahuinya. Idea kami didasarkan pada model, dan seperti semua model, mereka perlu dikaji lebih lanjut.
Sebab kami berpendapat bahawa ada lautan cair di Europa adalah dari tingkah laku medan magnet yang disebabkan di sekitar Europa yang diukur oleh magnetometer di Galileo. Musytari mempunyai medan magnet yang sangat besar. Pada gilirannya, ia menghasilkan medan magnet, bukan sahaja di Europa, tetapi juga di Ganymede dan Callisto. Cara tindak balas medan magnet adalah konsisten dengan kehadiran lautan cair masin di bawah permukaan, bukan hanya di Europa, tetapi juga di Ganymede dan Callisto.
Kita tahu bahawa permukaannya adalah ais air. Kami tahu bahawa terdapat komponen bukan ais, yang merangkumi pelbagai garam. Dan kita tahu bahawa permukaannya telah diproses secara geologi: permukaannya telah retak, sembuh, pecah berulang kali. Kami juga melihat sedikit kawah hentaman di permukaan. Itu menunjukkan bahawa permukaannya muda secara geologi. Europa bahkan boleh aktif secara geologi hari ini. Imej satu kawasan, khususnya, menunjukkan permukaan yang telah pecah teruk. Plat sejuk telah pecah dan beralih ke kedudukan baru. Bahan telah mengalir di antara celah-celah, kemudian kelihatan beku, dan kami berpendapat bahawa ini boleh menjadi salah satu tempat di mana terdapat bahan yang menaik, mungkin disebabkan oleh pemanasan pasang surut yang saya bicarakan sebelumnya.
Kita cenderung melupakan skala perkara dalam sains planet. Tetapi blok berais ini sangat besar. Apabila kita memikirkan penjelajahan masa depan, kita ingin turun ke permukaan dan membuat pengukuran utama. Oleh itu, kita harus memikirkan sistem kapal angkasa yang boleh mendarat di kawasan seperti ini. Kerana tempat-tempat inilah yang mungkin mempunyai bahan yang berasal dari bawah es, mereka adalah keutamaan tertinggi untuk penerokaan. Namun, seperti yang sering berlaku dalam penerokaan planet, tempat paling menarik adalah yang paling sukar untuk dikunjungi.
Jadi apa yang ingin kita ketahui? Pertama dan paling mendasar adalah "tanggapan lautan." Adakah air cair ada atau tidak? Adakah kulit ais tebal atau nipis? Sekiranya terdapat lautan di sana, seberapa tebal kerak es itu? Ini sangat penting untuk diketahui ketika kita berfikir tentang menjelajahi lautan cair yang mungkin terjadi di Europa: Sekiranya kita ingin masuk ke lautan, sejauh mana kita mesti melalui es? Berapakah umur permukaan? Kami mengatakan "muda", tetapi itu hanya istilah relatif. Adakah berusia ribuan, ratusan ribu, berjuta-juta, atau bahkan berbilion tahun? Model-model ini memungkinkan penyebaran usia, berdasarkan frekuensi kawah hentaman. Apa persekitaran di sana hari ini yang baik untuk astrobiologi? Dan apa persekitaran di masa lalu? Adakah mereka sama, atau sudah berubah mengikut masa? Jawapan untuk soalan ini memerlukan data baru.
Perkara lain yang mendorong minat kita untuk meneroka satelit Galilea adalah untuk memahami sejarah geologi mereka. Untuk tahap tertentu, kepelbagaian yang kita lihat, dari Io hingga Europa hingga Ganymede dan Callisto, dapat dikaitkan dengan jumlah tenaga pasang surut yang mendorong sistem ini. Tenaga pasang surut maksimum mendorong gunung berapi yang begitu dominan pada Io. Pada masa yang sama, tenaga pasang surut yang sangat sedikit pada Callisto menghasilkan pemeliharaan rekod impak. Europa dan Ganymede berada di antara dua kes ekstrem ini.
Luas permukaan tiga bulan yang sejuk di Musytari (Europa, Ganymede dan Callisto) lebih besar daripada luas permukaan Mars, dan, sebenarnya, hampir sama dengan permukaan bumi seluruh bumi. Oleh itu, ketika kita membincangkan penerokaan satelit Galilea yang sejuk, terdapat banyak medan untuk dilindungi.
Mengenai penerokaan masa depan, izinkan saya berkongsi sedikit sejarah. Tiga tahun yang lalu, NASA menubuhkan projek Prometheus. Projek Prometheus melibatkan pengembangan tenaga nuklear dan penggerak nuklear, sesuatu yang sudah lama tidak dipertimbangkan secara serius. Misi pertama yang akan dilancarkan dalam projek Prometheus adalah Jupiter Icy Moons Orbiter, atau JIMO. Tujuannya adalah untuk meneroka tiga bulan berais dalam konteks sistem Musytari. Ini adalah projek yang sangat bercita-cita tinggi. Nah, awal tahun ini JIMO dibatalkan. Tetapi nampaknya tahun ini akan ada persetujuan untuk pengorbit geofizik untuk Europa. Langkah awal untuk mendapatkan kapal angkasa ini sedang dipertimbangkan sekarang. Europa adalah keutamaan yang sangat tinggi untuk penerokaan, dan sebagai mengiktiraf keutamaan itu, misi ini kemungkinan besar akan berlaku.
Mengapa kita begitu berminat dengan Europa? Apabila kita bercakap mengenai astrobiologi, kita mempertimbangkan tiga ramuan untuk kehidupan: air, kimia yang tepat, dan tenaga. Kehadiran mereka tidak bermaksud percikan hidup ajaib yang pernah berlaku, tetapi perkara-perkara yang menurut kita diperlukan untuk hidup. Oleh itu, seperti yang saya jelaskan, ketiga-tiga bulan dingin Musytari adalah sasaran yang berpotensi. Tetapi Europa adalah keutamaan tertinggi, kerana nampaknya mempunyai tenaga dalaman maksimum.
Jadi, tentu saja, pertama kita ingin tahu: Adakah laut, ya atau tidak?
Lalu, apakah konfigurasi tiga dimensi kerak sejuk? Kita tahu bahawa organisma boleh hidup dalam patah tulang dan retakan di es Artik. Keretakan seperti itu mungkin juga terdapat di Europa, dan mungkin merupakan kawasan yang menarik bagi astrobiologi.
Kemudian kami ingin memetakan komposisi permukaan organik dan bukan organik. Kami melihat dalam data yang ada hari ini bahawa permukaannya adalah heterogen. Bukan hanya ais tulen di permukaan. Terdapat beberapa kawasan yang nampaknya lebih kaya dengan komponen bukan ais daripada tempat lain. Kami mahu memetakan bahan tersebut.
Kami juga ingin memetakan ciri permukaan yang menarik dan mengenal pasti tempat-tempat yang paling penting untuk penerokaan masa depan, termasuk pendarat.
Kemudian kita ingin memahami Europa dalam konteks persekitaran Musytari. Sebagai contoh, bagaimana persekitaran radiasi yang dikenakan oleh Musytari mempengaruhi kimia permukaan di Europa?
Pada akhirnya, kita mahu turun ke permukaan, kerana ada beberapa perkara yang dapat kita lakukan hanya dari permukaan. Kami mempunyai banyak data dari misi Galileo, dan berharap dapat memperoleh lebih banyak lagi dari misi Europa yang berpotensi, tetapi itu adalah data penginderaan jauh. Seterusnya, kami ingin mendapatkan pendaratan ke permukaan yang dapat membuat beberapa pengukuran kebenaran-kebenaran tanah, untuk menempatkan data penginderaan jauh ke dalam konteks. Oleh itu, dalam komuniti saintifik, kami merasakan bahawa misi seterusnya ke Europa dan sistem Musytari harus mempunyai paket semacam. Tetapi sama ada ini benar-benar akan berlaku atau tidak, nantikan!
Sumber Asal: Astrobiologi NASA
