Hielo Europa deformado por un generador de calor inesperado

Hielo Europa deformado por un generador de calor inesperado

Esta emoción rodea la misión Juno de la NASA, que entrará en la órbita de Júpiter este verano, y futuras misiones que planean explorar los hielos de su luna, Europa. Una nueva investigación sobre las propiedades extrañas de la corteza agrietada lunar puede revelar algunos puntos interesantes sobre el océano subsuperficial de Europa.

Investigadores de la Brown University en Providence, Rhode Island, combinaron observaciones europeas con modelos computarizados y experimentos de laboratorio que ayudarán a detectar las contracciones de las mareas causadas por el enorme campo gravitatorio Júpiter. Lo que a su vez puede llevar al hecho de que el hielo fragmentado de la luna genera más calor que pensamiento, creando nuevas oportunidades emocionantes para buscar vida en Europa.

Antes de que las misiones Voyager y Pioneer de la NASA completaran sus misiones en la década de 1970, y luego las misiones Galileo en la década de 1990, teníamos poco conocimiento de la naturaleza dinámica de los satélites de Júpiter. "Los científicos esperaban ver puntos fríos y muertos, pero fueron sorprendidos de inmediato por sus impactantes superficies", dijo Christine McCarthy, de la Universidad de Columbia, quien realizó una investigación en servicios Europa como estudiante graduada en la Universidad Brown. - "Obviamente hubo algún tipo de actividad tectónica - todo se movía y crepitaba. También había lugares en Europa que parecían hielo derretido o blando ".

Ahora se sabe que Europa tiene un vasto océano subterráneo de agua, protegido por una corteza de hielo fragmentada, que parece moverse de la misma manera que las placas continentales en la Tierra. La presión de las mareas en la órbita de Europa alrededor de Júpiter crea una dinamo interna que calienta suavemente a la luna desde el núcleo, manteniendo el océano en un estado líquido. Además, se cree que el movimiento de las placas de hielo genera su propio calor a través de procesos de fricción en los límites. Además del calor generado por la flexión repetida de los ganchos de alambre, el calor se disipa a través de las curvas de marea repetidas de la corteza europea dentro de estos límites. Pero los procesos a pequeña escala detrás de esta disipación de las mareas son poco conocidos y pueden haber sido muy subestimados.

"La gente usa modelos mecánicos simples para describir el hielo", dijo McCarthy. "No estudiaron los tipos de flujo de calor que crearían esta tectónica. Por lo tanto, realizamos varios experimentos para tratar de comprender mejor este proceso ".

Para imitar lo que puede estar sucediendo en la corteza de Europa, McCarthy dirigió un proyecto para simular la presión de las mareas, que se sentirá en el laboratorio en el laboratorio del hielo de Europa. Al cargar muestras de hielo en un dispositivo de compresión en la Universidad Brown, será posible medir el grado de deformación y calor.

Hasta ahora, no se ha sugerido que la mayor parte del calor proviene de la fricción entre los gránulos de hielo individuales. Esto sugiere que el calentamiento por fricción está directamente relacionado con el tamaño de los gránulos. Pero al cambiar el tamaño de los gránulos de hielo en las muestras, McCarthy no notó ninguna diferencia en el flujo de calor. En cambio, se dio cuenta de que la mayor parte del calor proviene de defectos microscópicos en la estructura cristalina del hielo, ya que el hielo estaba deformado. Cuanto mayor es la deformación, más calor se genera.

"Cristina descubrió que, en comparación con los modelos utilizados por la comunidad, el hielo es más disipativo de lo que la gente pensaba", dijo el colega Reed Cooper, de la Brown University. “La belleza de esto es que tan pronto como obtenemos el orden físico, se vuelve sorprendentemente extrapolacional. “Estas características físicas son el primer orden para comprender el grosor de la concha de Europa. A su vez, el grosor de la cáscara en relación con la química volumétrica de la luna es importante para comprender la química de este océano. Y si buscas vida, la química del océano es un punto importante ".

En resumen, la comprensión de que la estructura microscópica del hielo genera calor y que el calor generado más de lo que puede obtenerse mediante el calentamiento por fricción ayuda a los científicos a aprender mucho más sobre la física de la corteza de hielo de Europa y, por lo tanto, abre una nueva ventana a la química del agua líquida del océano. abajo

A medida que la NASA planea explorar uno de los mundos más fascinantes del sistema solar a través de la futura misión Europa Clipper, esta investigación básica ayudará a comprender mejor el potencial habitado del misterioso océano de Europa.

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