Hvordan bestemmer du tykkelsen på et hav som du ikke kan se, enn si hvordan salt det er? Europa, den sjette satellitten fra Jupiter, antas å ha et hav med flytende vann under den iskalde overflaten. Vi vet dette på grunn av den bemerkelsesverdig ukriterte overflaten og måten dets magnetfelt reagerer med Jupiters. Nye resultater som tar hensyn til Europas interaksjon med plasmaet rundt Jupiter - i tillegg til magnetfeltet - gir oss et bedre bilde av havets tykkelse og sammensetning. Dette vil hjelpe fremtidige robotoppdagere å vite hvor dypt de trenger å tunnelere for å nå havene under.
“Vi vet fra tyngdekraftsmålinger gjort av Galileo at Europa er et differensiert legeme. De mest plausible modellene for Europas interiør har et H2O-islag med en tykkelse på 80-170 km. Imidlertid forteller tyngdekraftsmålingene ingenting om tilstanden til dette laget (fast eller flytende), sier Dr. Nico Schilling fra Institut Für Geophysik und Meteorologie i Köln, Tyskland.
Vannet i Europas hav - akkurat som vannet i vårt eget hav - er en god leder av elektrisitet. Når en leder går gjennom et magnetfelt, produseres det elektrisitet, og denne elektrisiteten har en innvirkning på selve magnetfeltet. Det er akkurat som det som skjer i en elektrisk generator. Denne prosessen kalles elektromagnetisk induksjon, og induksjonens intensitet gir mye informasjon om materialene som er involvert i prosessen.
Men Europa interagerer ikke bare med magnetfeltet fra Jupiter; den har også elektromagnetiske interaksjoner med plasmaet rundt Jupiter, kalt magnetosfærisk plasma. Samme ting skjer på jorden på en måte som er veldig kjent: Jorden har en magnetosfære, og når plasma som kommer fra solen samhandler med magnetosfæren vår, ser vi det vakre fenomenet Aurora Borealis.
Denne prosessen, som skjer periodevis når Europa går i bane rundt Jupiter, har innvirkning på induksjonsfeltet til månens underjordiske hav. Ved å kombinere disse målingene med de tidligere målingene av samspillet mellom Europa og Jupiters magnetfelt, kunne forskerne få et bedre bilde av hvor tykt og hvor ledende Europas hav er. Resultatene ble publisert i en artikkel med tittelen, Tidsvarierende interaksjon mellom Europa og den joviske magnetosfæren: Begrensninger på konduktiviteten til Europas hav under jord, som vises i august 2007-utgaven av tidsskriftet Icarus.
Forskerne sammenlignet modellene for Europas elektromagnetiske induksjon med resultatene fra Galileos magnetfeltmålinger, og fant ut at den totale konduktiviteten til havet var omtrent 50 000 Siemens (et mål på elektrisk ledningsevne). Dette er mye høyere enn tidligere resultater, som plasserte konduktiviteten på 15000 Siemens.
Avhengig av havets sammensetning, kan tykkelsen imidlertid være mellom 25 og 100 km, som også er tykkere enn den tidligere estimerte nedre grensen på 5 km. Jo mindre ledende havet er, jo tykkere må det være for å ta hensyn til den målte konduktiviteten, og dette avhenger av mengden og typen salt som finnes i havet, som fremdeles er ukjent.
Å ta hensyn til interaksjonene med det magnetosfæriske plasmaet er viktig når du studerer sammensetningen av planeter og måner.
Dr. Schilling sa: "Plasmainteraksjonen påvirker magnetfeltmålingene, men ikke f.eks. tyngdekraftmålingene. Så i alle tilfeller i Jupiter-systemet, der magnetfeltmålinger ble brukt for å få litt informasjon fra månenes interiør, må plasmainteraksjonen vurderes. Et eksempel er for eksempel Io, der de første flybys antydet at Io kan ha et internt dynamo-felt. Det viste seg at den målte magnetfeltforstyrrelsen ikke var et indre felt, men ble skapt av plasmainteraksjonen. ”
Europa og Io er imidlertid ikke det eneste stedet der magnetiske felt og plasmainteraksjoner kan fortelle oss om naturen til en planetens indre; samme metode ble også brukt til å oppdage geysirene til Enceladus, en av Saturns måner.
"De første antydningene til en aktiv sørpolregion kom fra magnetfeltmålingene og simuleringene av plasmainteraksjonen, før Cassini faktisk så geysirene," sa Dr. Schilling.
Med oppdagelsen av hele økosystemer i bunnen av havene her på jorden - økosystemer helt avskåret fra sollys - gir oppdagelsen av hav på Europa forskere håp om at det kunne være liv der. Og denne nye oppdagelsen hjelper forskere å forstå hva slags hav de kan ha å gjøre med.
Nå må vi bare tunnelere ned gjennom isskallet og se etter oss selv.
Kilde: Icarus
