La luna di Giove Europa potrebbe contenere abbastanza calore interno per alimentare i vulcani del fondo marino

GioveEuropa ha una crosta di ghiaccio che copre un vasto oceano globale. Lo strato roccioso sottostante potrebbe essere abbastanza caldo da sciogliersi, dando origine a vulcani sottomarini.

Nuove ricerche e modelli al computer stanno dimostrando che l’attività vulcanica potrebbe essersi verificata sul fondo del mare della luna di Giove Europa nel recente passato – e potrebbe ancora accadere. NASAL’imminente missione Europa Clipper, prevista per il lancio nel 2024, verrà lanciata vicino alla luna ghiacciata e raccoglierà misurazioni che potrebbero far luce sugli ultimi risultati.

Gli scienziati hanno prove evidenti che l’Europa ha un enorme oceano tra la sua crosta di ghiaccio e il suo interno roccioso.Un nuovo lavoro mostra come la luna potrebbe avere abbastanza calore interno per sciogliere parzialmente questo strato roccioso, un processo che potrebbe alimentare i vulcani sul fondo dell’oceano. La moderna modellazione 3D di come questo calore interno viene prodotto e trasmesso è l’esame più dettagliato e completo finora dell’effetto di questo riscaldamento interno sulla Luna.

Il segreto dietro il mantello roccioso dell’Europa abbastanza caldo da sciogliersi è la pura forza di gravità che Giove ha sulle sue lune. Mentre Europa orbita attorno al gigante gassoso, l’interno della luna ghiacciata si piega. La flessione spinge l’energia all’interno della luna, che poi fuoriesce sotto forma di calore (pensa a come piegare graffette ripetute per generare calore). Più è piegato l’interno della luna, più calore viene generato.

I risultati degli scienziati indicano che l’interno della luna di Giove Europa potrebbe essere costituito da un nucleo di ferro circondato da una copertura rocciosa a diretto contatto con un oceano sotto la crosta di ghiaccio. Nuovi modelli di ricerca su come il calore interno potrebbe alimentare i vulcani del fondo marino. Credito immagine: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll

La ricerca è stata recentemente pubblicata in Lettere di ricerca geofisica, Modelli che illustrano in dettaglio come la parte rocciosa dell’Europa potrebbe piegarsi e riscaldarsi sotto la gravità di Giove. Mostra dove si dissipa il calore e come il mantello roccioso si sta sciogliendo, aumentando la probabilità che i vulcani appaiano sul fondo del mare.

L’attività vulcanica in Europa è stata oggetto di speculazioni per decenni. In confronto, la luna di Giove Io è chiaramente vulcanica. Centinaia di vulcani eruttano fontane di lava e rilasciano gas e polvere vulcanica fino a 400 chilometri, attività dovuta allo stesso tipo di riscaldamento interno causato dalle nuvole di Giove. Ma Europa è più lontana da Io rispetto al suo pianeta ospite, quindi gli scienziati si sono chiesti se l’effetto sarebbe stato lo stesso sotto la superficie del ghiaccio.

Guidati da Marie Bionkova della Charles University nella Repubblica Ceca, gli autori prevedono inoltre che è probabile che l’attività vulcanica si verifichi vicino ai poli dell’Europa, le latitudini in cui viene generata la maggior parte del calore. Hanno anche esaminato come l’attività vulcanica si è evoluta nel tempo. Le fonti energetiche longeve offrono maggiori opportunità per il potenziale sviluppo della vita.

I vulcani sottomarini, se ce ne sono, possono fornire sistemi idrotermali come quelli che alimentano la vita sul fondo degli oceani terrestri. A terra, quando l’acqua di mare entra in contatto con il magma caldo, la reazione produce energia chimica. È l’energia chimica di questi sistemi idrotermali, non la luce solare, che aiuta a sostenere la vita nelle profondità dei nostri oceani. L’attività vulcanica sul fondo del mare in Europa sarebbe un modo per sostenere un ambiente abitabile nelle vicinanze di quella luna.

“I nostri risultati forniscono ulteriori prove che l’oceano sotterraneo dell’Europa potrebbe essere un ambiente adatto per l’emergere della vita”, ha detto Bohunkova. “Europa è uno dei rari pianeti che potrebbero aver mantenuto l’attività vulcanica per miliardi di anni, ed è forse l’unico al di fuori della Terra che ha grandi serbatoi d’acqua e una fonte di energia a lunga vita”.

Note dirette

Gli scienziati della NASA avranno l’opportunità di mettere alla prova nuove previsioni quando l’Europa Clipper raggiungerà il suo obiettivo nel 2030. La navicella orbiterà attorno a Giove ed eseguirà dozzine di voli vicino all’Europa per mappare la luna e indagare sulla sua formazione. Tra i dati scientifici che raccoglie, il veicolo spaziale esaminerà la superficie in dettaglio e preleverà campioni della sottile atmosfera lunare.

Le osservazioni di superficie e atmosferiche daranno agli scienziati la possibilità di saperne di più sull’oceano interno della luna se l’acqua filtra attraverso la crosta di ghiaccio. Gli scienziati ritengono che lo scambio di materiali tra l’oceano e la crosta lascerebbe tracce di acqua di mare sulla superficie. Credono inoltre che lo scambio possa emettere gas, e forse anche pennacchi di vapore acqueo, con particelle espulse che potrebbero contenere materiale proveniente dal fondo del mare.

Poiché Europa Clipper misura la gravità e il campo magnetico della luna, le anomalie in quelle regioni, specialmente verso i poli, potrebbero aiutare a confermare l’attività vulcanica prevista dalla nuova ricerca.

“La possibilità di vulcani interni caldi sul fondo del mare europeo aumenta la possibilità che l’oceano dell’Europa sia un ambiente abitabile”, ha detto Robert Pappalardo, scienziato del progetto per 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 di montaggio nell’Europa Clipper, che è una possibilità interessante”.

Il riferimento: “Tidally Induced Rock Pulses on the Oceanic Earth of Jupiter’s Moon Europa” Pubblicato da Mary Bohunkova, Gabriel Toby, Gael Chupplet, Mathilde Curvazzo, Mohit Melwani Daswani, Caroline Domulin e Stephen de Vance, 22 dicembre 2020, Lettere di ricerca geofisica.
Doi: 10.1029 / 2020GL090077

Maggiori informazioni sulla missione

Missioni come Europa Clipper aiutano a contribuire al campo dell’astrobiologia, ricerca interdisciplinare sulle variabili e le condizioni di mondi lontani che potrebbero ospitare la vita come la conosciamo. Sebbene Europa Clipper non abbia il compito di rilevare la vita, condurrà un’indagine dettagliata di Europa e verificherà se la luna ghiacciata, con i suoi dintorni sotterranei, ha il potenziale per supportare la vita. Comprendere l’abitabilità dell’Europa aiuterà gli scienziati a capire meglio come si è evoluta la vita sulla Terra e la possibilità di trovare vita al di fuori del nostro pianeta.

Gestito dal California Institute of Technology di Pasadena, in California, Laboratorio di propulsione a getto Dirige lo sviluppo della missione Europa Clipper in collaborazione con il Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) nel Maryland per la direzione della missione scientifica dell’agenzia a Washington. Il Planetary Missions Program Office presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, amministra il programma di missione Europa Clipper.