CO2 van de Jupitermaan Europa is afkomstig uit een ondergrondse oceaan

24 september 2023 kuuke 526 weergaves europa, jupiter, koolstofdioxide, maan, ondergrondse oceaan, webb

Jupiter ’s ijzige maan Europa heeft een oceaan onder een korst van waterijs. Vast koolstofdioxide is eerder aan het oppervlak waargenomen maar de bron was onbekend. Twee teams analyseerden infraroodspectroscopische gegevens van Europa verkregen met de Webb Space Telescope om de bron van koolstofdioxide te onderzoeken.

Webb identificeerde kooldioxide op het ijskoude oppervlak van Europa dat waarschijnlijk afkomstig was uit de ondergrondse oceaan van de maan. Credit: Geronimo Villanueva, NASA’s Goddard Space Flight Center / Samantha Trumbo, Cornell University / NASA / ESA / CSA / Alyssa Pagan, STScI.

Er wordt aangenomen dat de maan Europa onder een korst van vast waterijs een ondergrondse oceaan van zout vloeibaar water heeft. Hierdoor is Europa een belangrijk doelwit in de zoektocht naar leven elders in het zonnestelsel.

Het beoordelen van de potentiële bewoonbaarheid van deze diepe oceaan hangt af van de chemie ervan, inclusief de aanwezigheid van biologisch essentiële elementen zoals koolstof.

Eerder onderzoek heeft de aanwezigheid van koolstofdioxide-ijs op het oppervlak van de maan aangetoond, maar het was niet mogelijk om vast te stellen of koolstofdioxide afkomstig is uit de ondergrondse oceaan, door meteorietinslagen naar het oppervlak van de maan is getransporteerd of op het oppervlak is geproduceerd door interacties met de magnetosfeer van Jupiter.

Het bepalen van de bron van koolstofdioxide zou de chemie van de interne oceaan van Europa kunnen beperken.

Op Aarde houdt het leven van chemische diversiteit – hoe meer diversiteit hoe beter. Wij leven op koolstofbasis. Als men de chemie van Europa’s oceaan kan begrijpen dan kan worden bepaald of deze vijandig staat tegenover het leven zoals wij dat kennen, of dat het misschien een goede plek voor leven is.

Astronomen denken nu observationeel bewijs te hebben dat de koolstof die men op het oppervlak ziet afkomstig is uit de oceaan. Dat is geen triviaal iets. Koolstof is een biologisch essentieel element.

In hun twee onderzoeken analyseerden de auteurs de nabij-infraroodspectroscopie van koolstofdioxide op het oppervlak van Europa, verkregen met het NIRSpec-instrument van de Webb Space Telescope.

In het eerste onderzoek gebruikten de onderzoekers Trumbo en Brown de Webb-gegevens om de verspreiding van koolstofdioxide op Europa in kaart te brengen. Ze ontdekten dat de grootste hoeveelheid koolstofdioxide zich in de Tara Regio bevindt, een gebied van 1800 m² dat wordt gedomineerd door chaotisch terrein, geologisch verstoorde naar de oppervlakte gewerkte materialen.

Volgens het team geeft de hoeveelheid koolstofdioxide die is geïdentificeerd in dit onlangs opnieuw opgedoken gebied – een van de jongste terrein op het oppervlak van Europa – aan dat het afkomstig is van een interne koolstofbron.

Dit impliceert dat koolstofdioxide in de ondergrondse oceaan van Europa is ontstaan en op een geologisch recente tijdschaal naar het oppervlak is gebracht.

De vorming van koolstofdioxide aan het oppervlak uit organische stoffen of carbonaten uit de oceaan kan echter niet volledig worden uitgesloten. In beide interpretaties bevat de ondergrondse oceaan koolstof.

Eerdere waarnemingen met de Hubble Space Telescope tonen bewijs voor zout uit de oceaan in de Tara Regio, aldus de onderzoekers. Men ziet nu dat koolstofdioxide daar ook erg geconcentreerd is en de onderzoekers denken dat dit impliceert dat de koolstof waarschijnlijk zijn uiteindelijke oorsprong in de interne oceaan heeft.

In het tweede onderzoek ontdekten astronomen dat koolstofdioxide op het oppervlak van Europe vermengd is met andere verbindingen. Ze ontdekten ook dat koolstofdioxide geconcentreerd is in Tara Regio en interpreteerden dat als een bewijs dat de koolstof op het oppervlak van de maan van binnenuit afkomstig is.

De wetenschappers bepaalden de ¹²C/¹³C-isotopenverhouding van het ijs maar ze konden geen onderscheid maken tussen een abiotische of biogene bron.

Bovendien zochten ze naar pluimen van vluchtig materiaal die de ijzige korst van de maan doorbraken. Hoewel eerdere studies bewijs voor deze kenmerken hebben gerapporteerd, hebben de auteurs tijdens de Webb-waarnemingen geen enkele pluimactiviteit gedetecteerd.

Ze beweren dat pluimactiviteit op Europa zeldzaam kan zijn, of soms niet de vluchtige gassen bevat die ze bij hun zoektocht hebben meegenomen.

Wetenschappers debatteren over de mate waarin Europa’s oceaan verbonden is met het oppervlak. Die vraag is een grote drijfveer voor de verkenning van de maan. Mogelijk kan men nog enkele basiszaken over de samenstelling van de oceaan leren voordat er door het ijs geboord gaat worden om het volledige beeld te krijgen.

Artikelen: