|
Океанские течения влияют на вращение ледяной коры Европы
|
|
|
|
Исследования раскрывают новое объяснение того, как ледяная оболочка спутника Юпитера Европы вращается с другой скоростью, чем ее внутренняя часть. Europa Clipper НАСА присмотрится повнимательнее. У ученых НАСА есть убедительные доказательства того, что спутник Юпитера Европа имеет внутренний океан под своей ледяной внешней оболочкой — огромное тело соленой воды, циркулирующее вокруг каменистых недр спутника. Новое компьютерное моделирование предполагает, что вода на самом деле толкает ледяную оболочку, возможно, ускоряя и замедляя вращение ледяной оболочки Луны с течением времени. Ученым известно, что оболочка Европы, вероятно, находится в свободном плавании, вращаясь с другой скоростью, чем океан под ней и каменистая внутренность. Новое моделирование впервые показало, что океанские течения Европы могут способствовать вращению ее ледяной оболочки.
|
|
|
|
Ключевой элемент исследования включал расчет сопротивления — горизонтальной силы, с которой океан Луны действует на лед над ним. Исследование намекает на то, как сила океанского течения и его сопротивление ледяному слою могут даже объяснить некоторую геологию, наблюдаемую на поверхности Европы. Трещины и гребни могут образоваться из-за того, что ледяная оболочка медленно растягивается и разрушается с течением времени, когда ее толкают и дергают океанские течения. «До этого благодаря лабораторным экспериментам и моделированию было известно, что нагревание и охлаждение океана Европы может вызывать течения», — сказал Хэмиш Хей, исследователь из Оксфордского университета и ведущий автор исследования, опубликованного в Журнале геофизических исследований: Планеты. . Хэй провел исследование, будучи научным сотрудником с докторской степенью в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Теперь наши результаты подчеркивают связь между океаном и вращением ледяной оболочки, которая ранее никогда не рассматривалась».
|
|
|
Возможно даже, используя измерения, полученные в ходе предстоящей миссии НАСА Europa Clipper, можно с точностью определить, насколько быстро вращается ледяная оболочка. Когда ученые сравнивают изображения, полученные Europa Clipper, с изображениями, полученными в прошлом миссиями НАСА «Галилео» и «Вояджер», они смогут изучить расположение особенностей ледяной поверхности и, возможно, определить, изменилось ли положение ледяной оболочки Луны с течением времени. На протяжении десятилетий ученые-планетологи спорили о том, может ли ледяная оболочка Европы вращаться быстрее, чем ее недра. Но вместо того, чтобы привязать это к движению океана, ученые сосредоточились на внешней силе: Юпитере. Они предположили, что когда гравитация газового гиганта притягивает Европу, она также тянет за собой лунную оболочку и заставляет ее вращаться немного быстрее.
|
|
|
|
«Для меня было совершенно неожиданно, что того, что происходит в циркуляции океана, может быть достаточно, чтобы повлиять на ледяную оболочку. Это было огромным сюрпризом», — сказал соавтор и научный сотрудник проекта Europa Clipper Роберт Паппалардо из JPL. «И идея о том, что трещины и хребты, которые мы видим на поверхности Европы, могут быть связаны с циркуляцией океана внизу — геологи обычно не думают: «Может быть, это делает океан». Europa Clipper, который сейчас находится на этапе сборки, испытаний и запуска в JPL, должен быть запущен в 2024 году. Космический корабль выйдет на орбиту Юпитера в 2030 году и будет использовать свой набор сложных инструментов для сбора научных данных, когда он пролетит мимо. Луна около 50 раз. Миссия направлена на то, чтобы определить, есть ли на Европе с ее глубоким внутренним океаном условия, подходящие для жизни.
|
|
|
|
Используя методы, разработанные для изучения океана Земли, авторы статьи полагались на суперкомпьютеры НАСА для создания крупномасштабных моделей океана Европы. Они исследовали сложности циркуляции воды и влияние нагрева и охлаждения на это движение. Ученые считают, что внутренний океан Европы нагревается снизу из-за радиоактивного распада и приливного нагрева в скалистом ядре спутника. Подобно тому, как вода нагревается в котле на плите, теплая вода Европы поднимается к вершине океана. В симуляциях циркуляция первоначально двигалась вертикально, но вращение Луны в целом заставляло текущую воду отклоняться в более горизонтальном направлении — в течениях восток-запад и запад-восток. Исследователи, включив сопротивление в свои симуляции, смогли определить, что, если течения достаточно быстры, на льду наверху может быть достаточное сопротивление, чтобы ускорить или замедлить скорость вращения раковины. Количество внутреннего нагрева и, следовательно, модели циркуляции в океане могут меняться со временем, потенциально ускоряя или замедляя вращение ледяной оболочки наверху.
|
|
|
|
«Работа может быть важна для понимания того, как скорость вращения других океанических миров могла измениться с течением времени», — сказал Хэй. «И теперь, когда мы знаем о потенциальной связи внутренних океанов с поверхностями этих тел, мы можем узнать больше об их геологической истории, а также об истории Европы». Основная научная цель Europa Clipper — определить, есть ли под поверхностью ледяной луны Юпитера, Европы, места, в которых могла бы поддерживаться жизнь. Три основные научные задачи миссии — понять природу ледяного панциря и океана под ним, а также их состав и геологию. Подробное исследование Европы миссией поможет ученым лучше понять астробиологический потенциал обитаемых миров за пределами нашей планеты.
|
|
|
|
Источник
|
