June 24, 2024

De circulatie van de ijskorst in Europa kan worden beïnvloed door zeestromingen

De circulatie van de ijskorst in Europa kan worden beïnvloed door zeestromingen

Jupiters ijzige maan Europa
Dit beeld van de ijzige maan Europa van Jupiter werd vastgelegd door de JunoCam-imager aan boord van NASA’s Juno-ruimtevaartuig tijdens een korte vlucht langs de missie op 29 september 2022. Het Europa Clipper-ruimtevaartuig van het bureau zal de maan verkennen wanneer deze in 2030 in een baan rond Jupiter komt. : Beeldgegevens Beeldverwerking: Kevin M. Gill CC BY 3.0

De korst van Europa zweeft waarschijnlijk vrij en roteert met een andere snelheid dan het water eronder en het rotsachtige binnenoppervlak. Onder zijn ijzige buitenkant bevat Jupiters maan Europa een uitgestrekte oceaan van zout water dat rond zijn rotsachtige binnenkant stroomt.

Nieuwe computermodellen suggereren dat water de ijskorst kan voortduwen, waardoor de rotatie van de ijskorst van de maan in de loop van de tijd mogelijk wordt versneld en vertraagd. Dit model is het eerste in zijn soort dat aantoont dat oceaanstromingen in Europa kunnen bijdragen aan de circulatie van de cryosfeer.

Het berekenen van weerstand – de horizontale kracht die de omtrek van de maan op het ijs erboven uitoefent – was een cruciaal onderwerp. De studie suggereert dat een deel van de geologie die op het oppervlak van Europa wordt waargenomen, kan worden verklaard door de kracht van de oceaanstroming en de aantrekkingskracht ervan op de ijskap. De bevroren korst kan richels en spleten ontwikkelen als gevolg van oceaanstromingen die er in de loop van de tijd op duwen en trekken.

Hamish Hay, een onderzoeker aan de Universiteit van Oxford en hoofdauteur van de studie, zei: “Voordien was het via laboratorium- en modelexperimenten bekend dat opwarming en afkoeling van Europa’s oceaan de stromingen kan aandrijven. Onze resultaten benadrukken nu een koppeling tussen oceaan- en ijskorstcirculatie waaraan nog niet eerder was gedacht.”

Het is mogelijk om in te schatten hoe snel de ijskorst draait met behulp van gegevens die zijn verzameld door de planner van NASA Europa Clipper-missie. Wetenschappers zullen in staat zijn om de locaties van kenmerken van het ijsoppervlak te beoordelen en mogelijk te bepalen of de ijzige korst van de maan in de loop van de tijd is verplaatst wanneer ze beelden van de Europa Clipper vergelijken met beelden die in het verleden zijn gegenereerd door NASA’s Galileo- en Voyager-missies.

Co-auteur en Europa Clipper-projectwetenschapper Robert Pappalardo van JPL zei: “Voor mij was het totaal onverwacht dat wat er gaande is in de oceaancirculatie genoeg zou kunnen zijn om de ijskorst te beïnvloeden. Dat was een grote verrassing. En het idee dat de scheuren en richels die we op het oppervlak van Europa zien, in verband kunnen worden gebracht met de oceaan circulatie beneden – geologen denken meestal niet: “waarschijnlijk. De omgeving zal dat doen.”

Wetenschappers hebben technieken gebruikt die zijn ontwikkeld om de oceanen van de aarde te bestuderen om grootschalige modellen van Europa’s oceaan te maken NASA-supercomputers. Ze onderzochten de kleinste details van de watercyclus, inclusief hoe verwarming en koeling deze beïnvloeden.

In de simulaties begon de spin verticaal te bewegen. Door de totale rotatie van de maan is het water echter afgebogen in de oost-west, west-oost stromingen, die meer horizontaal zijn. De onderzoekers concludeerden dat als de wind snel genoeg was, er genoeg weerstand op het ijs erboven zou kunnen zijn om de rotatiesnelheid van de korst te versnellen of te vertragen door weerstand in hun berekeningen op te nemen. De mate van interne warmte, en dus de circulatiepatronen van de oceaan, kunnen in de loop van de tijd veranderen, waardoor de bevroren korst erboven sneller of langzamer kan draaien.

Hamish Hay, onderzoeker aan de Universiteit van Oxford en hoofdauteur van de studie gepubliceerd in JGR: Planets, Hij zeiEn “Het werk kan belangrijk zijn om te begrijpen hoe de rotatiesnelheden van andere oceaanwerelden in de loop van de tijd zijn veranderd. Nu we weten over de mogelijke koppeling van de binnenste oceanen met de oppervlakken van deze lichamen, kunnen we ook meer leren over hun geologische geschiedenis. als die van Europa.”

Tijdschriftreferentie:

  1. HCFC Hay, I. Fenty, RT Pappalardo, Y. Nakayama. Turbulente wolken op de ijs-oceaan-interface in Europa in simulaties van roterende convectie: implicaties voor asynchrone rotatie van de ijskorst. JGR-planeten. DOI: 10.1029 / 2022JE007648