Expansionssprickor i månen Enceladus istäcke öppnar gejsrar

 

Enceladus är en av Saturnus månar och har en diameter av cirka 500 kilometer vilket motsvarar en knapp sjättedel av vår månes diameter. År 2006 registrerade Cassini-rymdfarkosten gejsrar som steg upp ur sprickor i isen nära sydpolen på Enceladus. En del så kraftiga som utkast av 200 kilo vatten per sekund.

I en ny studie föreslås nu hur detta kan ske i form av expanderande is som under tusenåriga kylcykler ibland knäcker månens isiga yta och då under hårt vattentryck sprutar ut vatten i form av gejsrar. Månens yta är täckt av ett islager av ca 20-30 kilometers tjocklek. Temperaturen på ytan är ca -201 Celsius.  Ett decennium av data från NASA:s Cassini-Huygens -uppdrag gav bevis på att det finns ett flytande hav inunder det isiga skalet och att det därifrån genom ökat vattentryck uppstod tillfälliga sprickor i isen i form av gejsrar.

"Det fängslade både forskarnas och allmänhetens uppmärksamhet", säger Max Rudolph, biträdande professor i geofysik vid University of California, Davis och huvudförfattare till den nya studien som beskrivit detta fenomen. Studien publicerades i Geophysical Research Letters.

Rudolph och hans kollegor använde en fysikbaserad modell för att kartlägga de förhållanden som kunde tillåta sprickornas uppkomst till ytan från havet därunder och orsaka gejserutbrotten. Modellen arbetade utefter cykler av uppvärmning och kylning under en tidsrymd i en skala av hundra miljoner år och ha ett samband med förändringar i Enceladus omloppsbana runt Saturnus.

Under varje cykel genomgår isens yta en upptiningsperiod och en period av förtjockning av isen. Förtjockningen sker genom frysning vid isens yta ner mot botten en naturlig isfrysning som växer nedåt likt is på en sjö på jorden gör vintertid, säger Rudolph.

Trycket från denna nedåt expanderande is av havet är en möjlig mekanism som forskare föreslår som förklaringen till Enceladus gejsrar. När den yttre isens yta fryser och isen ökar i tjocklek ökar trycket på havet under isen genom att is har större volym än vatten. Det då ökande trycket på vattnet skapar då rörlighet i isen då vattnets expansion och tryck gör att vattnet söker vägar  i sin expansion att hitta någonstans att ta vägen och då söker efter eller bildar sprickor i svagare is och då når ytan 20-30 kilometer ovan. En trolig förklaring av gejsrarna på denna måne.

Men samma förklaring kan inte förklara gejserutbrott på Jupiters måne Europa vilken likt Enceladus är en annan isig månvärld ungefär lika stor som jordens egen måne.

Denna mekanism för havstryck och spontant utbrott kan inte förklara det som sker på månen Europa, säger Rudolph. Ytterligare forskning och observation på månen behövs för att fastställa de potentiella orsakerna till månen Europas utbrott. Rudolph ser fram emot Europa Clipper - uppdraget, rymdfarkosten som för närvarande monteras av NASA för att lära mer om de geologiska processerna på månen Europa.

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus. Belägg för en underjordisk ocean av flytande vatten på Enceladus rapporterades den 3 april 2014. Bilden är en konstnärlig tolkning av hur det kan se ut där.

Månen Enceladus gejsrar innehåller metan vilket indikerar att liv kan finnas i havet under isen.

 

En okänd men bekräftad metanproducerande process sker i havet under isen på Saturnus måne Enceladus visar en ny studie publicerad i Nature Astronomy av forskare vid University of Arizona och Paris Sciences & Lettres University.

Gigantiska plymer av vatten som bryter upp genom isen från Enceladus har länge fascinerat både forskare och allmänhet vilket inspirerat till  spekulationer om det vidsträckta havet som tros finnasmellan månens steniga kärna och dess istäckta yta. Cassini (rymdfarkosten) upptäckte en relativt hög koncentration av vissa molekyler särskilt dihydrogen, metan och koldioxid när denna tog prov vid genomflygning av en gejser över månen.

 Mängden metan som hittades i kaskaden var oväntad. Teamet ovan fick möjlighet att analysera provet och ur detta har nu teorier utarbetats om vad som sker under isen och vad som finns där och varför. För det första gjordes bedömning av vilken hydrotermisk produktion av dihydrogen som bäst skulle passa in i Cassinis observationer och om denna produktion kunde ge tillräckligt med "näring" för att upprätthålla en population av jordliknande väteotrofa metanogener.

För att göra det utvecklade de en modell för förökningstakten hos en hypotetisk väteotrofisk metanogen, vars termiska och energiska nisch modellerades utefter kända stammar av desamma på jorden.

Forskarna körde sedan modellen i en datasimulering för att se om en viss uppsättning kemiska förhållanden såsom dihydrogenkoncentrationen i hydrotermisk vätska, och vilken temperatur som skulle ge en lämplig miljö för dessa mikrober att växa. De undersökte också på vilken effekt en hypotetisk mikrobpopulation skulle ha på sin miljö, till exempel på utsläppshastigheten av dihydrogen och metan i en gejser.

"Sammanfattningsvis kan vi inte bara utvärdera om Cassinis observationer är förenliga med en miljö som är möjlig för livsformer utan vi kan enbart göra kvantitativa förutsägelser om observationer som kan förväntas, om metanogenes faktiskt inträffar i Enceladus havsbotten", förklarade Ferriere.

 

Resultaten tyder på att även den högsta möjliga uppskattningen av abiotisk metanproduktion - eller metanproduktion utan biologiskt stöd - baserad på känd hydrotermisk kemi är det långt ifrån tillräcklig för att förklara metankoncentrationen som mättes  i gejsern. Att tillsätta biologisk metanogenes till blandningen kan dock förklara produktionen av metan för att matcha Cassinis observationer.

"Vi drar naturligtvis inte slutsatsen att liv existerar i Enceladus hav", säger Ferriere. " Snarare ville vi förstå hur troligt det skulle vara att Enceladus hydrotermiska ventiler kunde vara beboeliga för jordliknande mikroorganismer.

En spännande resa i upptäckter kan det bli (min anm.) hur troligt är det att mikroorganismer finns här? Det kan vi bara spekulera över tills vi kan göra fler och djupare undersökningar på plats i djupet av månens hav.

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus tagen av Cassini vid dess överflygning 2007.

Nu är det ingen tvekan längre vatten sprutar upp från isen på Jupiters måne Europa.

Jupiters måne Europa verkar likt konstaterade Saturnus måne Enceladus ha gejsrar där vattenånga sprutar upp.
  

Men det är först nu bevis kommit på detta. Till skillnad mot Enceladus regelbundet aktiva gejsrar som kan jämföras med Islands är Europas spontant aktiva på platser som ej kan förutses.


NASA: s rymdteleskop Hubble har upptäckt indirekta bevis på sådana plymer som utgår från Europa vilken under sin yta tros hysa en stor saltvattenocean. Forskarna upptäckte nyligen en plym vattenånga direkt för första gången genom Hubbleteleskopet vilket de beskriver i en ny rapport.


 "Väsentliga kemiska element (kol, väte, syre, kväve, fosfor och svavel) och energikällor är två av tre krav för livet och finns över hela solsystemet. Men den tredje, flytande vatten är något svårare att hitta bortom jorden, "säger  rapportförfattare Lucas Paganini, vetenskapsman vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och American University i Washington, D.C., i ett uttalande."Vi har ännu inte upptäckt flytande vatten direkt men vi har hittat det näst bästa vatten i gejserform," säger Paganinil.


Paganini och hans kollegor använde W.M. Keck Observatory på Hawaii. Forskarna observerade månen Europa under17 nätter, från februari 2016 till maj 2017. Under en av dessa nätter den 26 april fick de en stark signal som visade på vattenånga i form av en karakteristisk våglängd som detta ger. Forskarna tror att källan till detta vatten var ett gejserutbrott som har sin källa i havet under månens yta (som antas finnas) eller från en reservoar av smält is inom Europas isiga yta. 

 Det blir allt tydligare att Europas vattenkaskader är sporadiska och ej förutsägbara. I detta avseende är de mycket olika de ständiga gejserutbrotten  från sydpolen på Saturnus isiga måne Enceladus där alltid någon av dess mer än 100 kraftfulla gejsrar sprutar upp vatten liksom ex gejsrarna på Island här på jorden.


Nog(min anm) är det spännande om vi kan komma ner i vattnet på dessa månar och söka efter liv om nu detta finns där eller det är enbart vatten  framtidens forskning få visa sanningen om haven.


Bild från vikimedia  där en illustratör visar hur det kan se ut på Europas ytan med Jupiter ovan och vattenkaskad.

Jupiters måne Europas yta är ett enda ishölje med ett jättehav under denna av is. Liv kan finnas här.

Ett hav där liv kan finnas eller ha funnits det är vad som finns på Europa en av Jupiters månar. Svårigheten har varit att bekräfta eller förneka detta liv. Men nu har forskare hittat belägg för eller ytterligare bevis för att det kanske inte är så svårt att hitta belägg för liv eller ickeliv där utan att komma under isytan.

Vattengejsrar har misstänkts länge spruta upp från sprickor i isen då och då. Belägg har funnits syner av detta likaså. Men inga direkta bevis.

Men nu har bevis kommit med direkta foton av händelser av detta slag. Genom detta kan det bli lättare att söka liv i Europas vatten. En sökning i det vatten som kommer ur gejsrarna.

Detta genom rymdfarkoster vilka ska samla in data från dessa vattengejsrar direkt över ytan istället för att landa borra och hämta under ytan. Det ska inte behövas en landning utan allt ska kunna ske ovan ytan.