Nuove ricerche e modelli al computer mostrano che nel recente passato potrebbe essersi verificata attività vulcanica sul fondo del mare della luna di Giove Europa e potrebbe ancora essere in corso.
L’imminente missione Europa Clipper della NASA, destinata al lancio nel 2024, si avvicinerà alla luna ghiacciata e raccoglierà misurazioni che potrebbero far luce sulle recenti scoperte.
Gli scienziati hanno prove evidenti che Europa ospita un enorme oceano tra la sua crosta ghiacciata e l’interno roccioso. Il nuovo lavoro mostra come la luna possa avere abbastanza calore interno da fondere parzialmente questo strato roccioso, un processo che potrebbe alimentare i vulcani sul fondo dell’oceano.
La recente modellazione 3D di come questo calore interno viene prodotto e trasferito è l’esame più dettagliato e approfondito dell’effetto che questo riscaldamento interno ha sulla luna.
Il motivo per cui il mantello roccioso di Europa è abbastanza caldo da sciogliersi risiede nell’enorme attrazione gravitazionale che Giove esercita sulle sue lune.
Mentre Europa ruota attorno al gigante gassoso, l’interno della luna gelida si flette. La flessione forza l’energia all’interno della luna, che poi fuoriesce sotto forma di calore. Più l’interno della luna si flette, più calore viene generato.
Le scoperte degli scienziati suggeriscono che l’interno della luna di Giove Europa potrebbe essere costituito da un nucleo di ferro, circondato da un mantello roccioso a diretto contatto con un oceano sotto la crosta ghiacciata. Nuovi modelli di ricerca su come il calore interno possa alimentare i vulcani sul fondo del mare. Credito: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll
La ricerca, pubblicata di recente su Geophysical Research Letters, mostra in dettaglio come la parte rocciosa di Europa possa flettersi e riscaldarsi sotto l’attrazione della gravità di Giove. Mostra anche dove si dissipa il calore e come si scioglie quel mantello roccioso, aumentando la probabilità che esistano vulcani sul fondo del mare.
L’attività vulcanica su Europa è stata oggetto di speculazioni per decenni. In confronto, la luna di Giove Io è palesemente vulcanica. Centinaia di vulcani su Io eruttano fontane di lava ed espellono gas e polvere vulcanici fino a 400 chilometri di altezza, attività che è dovuta allo stesso tipo di riscaldamento interno causato dall’attrazione di Giove.
Europa, però, è più lontana di Io dal suo pianeta ospite, quindi gli scienziati si sono chiesti se sotto la superficie ghiacciata si verifichi un effetto simile.
Guidati da Marie Běhounková della Charles University nella Repubblica Ceca, gli autori hanno inoltre previsto che l’attività vulcanica è più probabile che si verifichi vicino ai poli di Europa, le latitudini in cui viene generata la maggior parte del calore.
Lo studio ha anche esaminato come l’attività vulcanica potrebbe essersi evoluta nel tempo. Le fonti energetiche di lunga durata offrono maggiori opportunità per lo sviluppo della vita potenziale.
I vulcani sottomarini, se presenti, potrebbero alimentare sistemi idrotermali come quelli che alimentano la vita sul fondo degli oceani terrestri.
Sulla Terra, quando l’acqua di mare entra in contatto con il magma caldo, l’interazione si traduce in energia chimica. Ed è l’energia chimica proveniente da questi sistemi idrotermali, piuttosto che dalla luce solare, che aiuta a sostenere la vita nelle profondità dei nostri oceani.
L’attività vulcanica sul fondo marino di Europa potrebbe supportare un potenziale ambiente abitabile nell’oceano di quella luna.
“I nostri risultati forniscono ulteriori prove che l’oceano sotterraneo di Europa potrebbe essere un ambiente adatto per l’emergere della vita“, ha detto Běhounková. “Europa è uno dei rari corpi planetari che potrebbero aver mantenuto l’attività vulcanica per miliardi di anni, e forse l’unico al di là della Terra che ha grandi serbatoi d’acqua e una fonte di energia di lunga durata“.
Osservazioni dirette di Europa
Gli scienziati della NASA avranno l’opportunità di mettere alla prova le nuove previsioni quando Europa Clipper raggiungerà il suo obiettivo nel 2030.
La navicella orbiterà attorno a Giove ed eseguirà dozzine di passaggi ravvicinati di Europa per mappare la luna e studiarne la composizione. Tra i dati scientifici che raccoglierà, il veicolo spaziale esaminerà la superficie in dettaglio e campionerà la sottile atmosfera della luna.
Le osservazioni sulla superficie e sull’atmosfera daranno agli scienziati la possibilità di saperne di più sull’oceano interno della luna e scoprire se l’acqua filtra attraverso la crosta ghiacciata.
Gli scienziati ritengono che lo scambio di materiale tra l’oceano e la crosta lascerebbe tracce di acqua marina sulla superficie. Si ritiene anche che lo scambio possa emettere gas, e forse anche pennacchi di vapore acqueo, con particelle espulse che potrebbero contenere materiali provenienti dal fondo marino.
Poiché Europa Clipper misurerà la gravità e il campo magnetico della luna, anomalie in quelle aree, specialmente verso i poli, potrebbero aiutare a confermare l’attività vulcanica prevista dalla nuova ricerca.
“La prospettiva di un interno caldo e roccioso e di vulcani sul fondo marino di Europa aumenta le possibilità che l’oceano di Europa possa essere un ambiente abitabile“, ha detto Robert Pappalardo, scienziato del progetto Europa Clipper, del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California.
“Potremmo essere in grado di testarlo con la gravità pianificata e le misurazioni della composizione di Europa Clipper, che è una prospettiva entusiasmante“.
Riferimento: “Tidally Induced Magmatic Pulses on the Oceanic Floor of Jupiter’s Moon Europa” di Marie Běhounková, Gabriel Tobie, Gaël Choblet, Mathilde Kervazo, Mohit Melwani Daswani, Caroline Dumoulin e Steven D. Vance, 22 dicembre 2020, Geophysical Research Letters .
DOI: 10.1029 / 2020GL090077
Maggiori informazioni sulla missione
Missioni come Europa Clipper aiutano a contribuire al campo dell’astrobiologia, la ricerca interdisciplinare sulle variabili e le condizioni di mondi lontani che potrebbero ospitare la vita come la conosciamo.
Sebbene Europa Clipper non sia prevista come una missione di rilevamento della vita, condurrà una ricognizione dettagliata di Europa e indagherà la luna ghiacciata, con il suo oceano sotterraneo, per capire se Europa può sostenere la vita.
Comprendere l’abitabilità di Europa aiuterà gli scienziati a capire meglio come si è sviluppata la vita sulla Terra e il potenziale per trovare la vita oltre il nostro pianeta.
Gestito da Caltech a Pasadena, in California, JPL guida lo sviluppo della missione Europa Clipper in collaborazione con il Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) nel Maryland per il Science Mission Directorate dell’agenzia a Washington.
Il Planetary Missions Program Office presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, esegue la gestione del programma della missione Europa Clipper.
