Ne kadar tuzlu olduğunu bilmeden, göremediğiniz bir okyanusun kalınlığını nasıl belirliyorsunuz? Jüpiter'in altıncı uydusu Europa'nın buzlu yüzeyinin altında bir sıvı su okyanusu olduğu düşünülüyor. Bunu, dikkat çekici derecede çatlamamış yüzeyi ve manyetik alanının Jüpiter'in yüzeyiyle reaksiyonu nedeniyle biliyoruz. Europa’nın manyetik alana ek olarak Jüpiter'i çevreleyen plazma ile etkileşimini de dikkate alan yeni sonuçlar bize okyanusun kalınlığı ve bileşimi hakkında daha iyi bir tablo sunuyor. Bu, gelecekteki robot kaşiflerin altındaki okyanuslara ulaşmak için ne kadar derin tünel açmaları gerektiğini bilmelerine yardımcı olacaktır.
“Galileo tarafından yapılan yerçekimi ölçümlerinden Europa'nın farklılaşmış bir beden olduğunu biliyoruz. Europa’nın iç mekanının en makul modelleri 80-170km kalınlığında bir H2O-buz tabakasına sahiptir. Bununla birlikte, yerçekimi ölçümleri bize bu katmanın durumu (katı veya sıvı) hakkında hiçbir şey anlatmıyor, ”dedi Almanya'nın Kln şehrindeki Institut für Geophysik und Meteorologie'den Dr. Nico Schilling.
Europa’nın okyanusundaki su - tıpkı kendi okyanusumuzdaki su gibi - iyi bir elektrik iletkenidir. Bir iletken manyetik alandan geçtiğinde, elektrik üretilir ve bu elektriğin manyetik alanın kendisi üzerinde bir etkisi vardır. Tıpkı bir elektrik jeneratörünün içinde olanlara benzer. Bu sürece elektromanyetik indüksiyon denir ve indüksiyonun yoğunluğu, sürece dahil olan malzemeler hakkında çok fazla bilgi verir.
Ancak Europa sadece Jüpiter'den gelen manyetik alanla etkileşime girmiyor; ayrıca manyetosferik plazma adı verilen Jüpiteri çevreleyen plazma ile elektromanyetik etkileşimlere sahiptir. Aynı şey Dünya'da çok tanıdık bir şekilde gerçekleşir: Dünyada bir manyetosfer vardır ve Güneş'ten gelen plazma manyetosferimizle etkileşime girdiğinde güzel Aurora Borealis fenomenini görürüz.
Europa Jüpiter'in yörüngesinde aralıklı olarak gerçekleşen bu sürecin, ayın yeraltı okyanusunun indüksiyon alanı üzerinde etkisi vardır. Bu ölçümleri, Europa ve Jüpiter’in manyetik alanı arasındaki etkileşimin önceki ölçümleriyle birleştirerek, araştırmacılar Europa’nın okyanusunun ne kadar kalın ve ne kadar iletken olduğunun daha iyi bir resmini elde edebildiler. Sonuçları, Europa'nın jovian manyetosfer ile zamanla değişen etkileşimi: Europa’nın yeraltı okyanusunun iletkenliği üzerindeki kısıtlamalarderginin Ağustos 2007 sayısında yayınlandı Icarus.
Araştırmacılar Europa'nın elektromanyetik indüksiyon modellerini Galileo’nun manyetik alan ölçümlerinin sonuçlarıyla karşılaştırdılar ve okyanusun toplam iletkenliğinin yaklaşık 50.000 Siemens (elektrik iletkenliğinin bir ölçüsü) olduğunu buldular. Bu, iletkenliği 15000 Siemens'e yerleştiren önceki sonuçlardan çok daha yüksektir.
Bununla birlikte, okyanusun bileşimine bağlı olarak, kalınlık 25 ila 100 km arasında olabilir, bu da daha önce tahmin edilen 5 km'lik alt sınırdan daha kalındır. Okyanus ne kadar az iletken olursa, ölçülen iletkenliği hesaba katmak için o kadar kalın olmalıdır ve bu, hala bilinmeyen kalan okyanusta bulunan tuz miktarına ve türüne bağlıdır.
Gezegenlerin ve uyduların bileşimini incelerken manyetosferik plazma ile etkileşimleri dikkate almak önemlidir.
Dr. Schilling, “Plazma etkileşimi manyetik alan ölçümlerini etkiler, ancak örn. yerçekimi ölçümleri. Bu nedenle, manyetik alan ölçümlerinin uyduların iç kısımlarından bilgi almak için kullanıldığı Jüpiter sistemindeki her durumda, plazma etkileşimi dikkate alınmalıdır. Örneğin, ilk flybys Io'nun dahili bir dinamo alanına sahip olabileceğini öne sürdüğü Io'dur. Ölçülen manyetik alan perturbasyonunun dahili bir alan olmadığı, plazma etkileşimi ile oluşturulduğu ortaya çıktı. ”
Europa ve Io, manyetik alanların ve plazma etkileşimlerinin bize bir gezegenin iç kısmının doğası hakkında bilgi verebilecekleri tek yer değil; aynı yöntem Satürn'ün uydularından biri olan Enceladus'un gayzerlerini tespit etmek için de kullanıldı.
Schilling, “Aktif bir güney kutup bölgesinin ilk ipuçları, Cassini gerçekten gayzerleri görmeden önce manyetik alan ölçümlerinden ve plazma etkileşiminin simülasyonlarından geldi” dedi.
Dünyadaki okyanusların altındaki tüm ekosistemlerin keşfiyle - ekosistemler tamamen güneş ışığından tamamen kesildi - Europa'daki okyanusların keşfi, bilim insanlarına orada yaşam olabileceğini umuyor. Ve bu yeni keşif, araştırmacıların ne tür bir okyanusla başa çıkabileceklerini anlamalarına yardımcı oluyor.
Şimdi, sadece buz kabuğundan tünel açıp kendimizi aramalıyız.
Kaynak: Icarus
