planetweb.nl - een actuele nieuwssite over sterrenkunde, de planeten en de ruimtevaart.

De verkenning van Europa's oceanen

Door Olaf van Kooten op 30 december 2007 | Gearchiveerd in Jupiter | Bron: EurekAlert! |

Europa, de ijzige maan van Jupiter, staat even ver weg als anders. Desondanks weten astronomen, door middel van recente onderzoeken, Europa voldoende dichterbij te brengen om het verkennen van diens oceanen mogelijk te maken. Men hoopt hierbij Europa’s potentie te bepalen om het bestaan van levende wezens mogelijk te maken. Europa is één van de Galileische manen van Jupiter en heeft een oppervlak van ijs. Onder dit ijs verschuilt zich waarschijnlijk een oceaan van water.

Over de opbouw van Europa bestaan twee
theorieën: ijs en water.

Voorheen waren astronomen er al vrijwel zeker van dat Europa een oceaan herbergt, maar recente onderzoeken hebben de wetenschappelijke gemeenschap ervan overtuigd dat er een oceaan aanwezig moet zijn. De volgende stap is het doorboren van de ijskorst en het verkennen van de oceaan die eronder schuilgaat. Het bestaan van een oceaan op Europa wordt mogelijk gemaakt door de intense getijdenkrachten die er aanwezig zijn. Getijdenkrachten zijn zwaartekracht- invloeden die objecten op elkaar kunnen uitoefenen. Een bekend voorbeeld hiervan is de invloed van onze maan op de aarde, waardoor de getijden in de oceanen veroorzaakt worden.

In het Jupiterstelsel zorgt de intense zwaartekracht van Jupiter voor meer extreme getijden. In combinatie met de zwaartekracht-invloed die de grote manen op elkaar uitoefenen resulteert dit in getijdenkrachten die het gehele inwendige van een maan doen kneden en uitrekken. De warmte die hierbij vrijkomt zorgt ervoor dat de manen actief vulkanisme kunnen ondersteunen, ondanks het feit dat ze hier eigenlijk te klein voor zijn (als de manen in kwestie, vooral Io, Europa en Ganymedes, zelfstandig rond de zon zouden draaien zouden ze geologisch dood zijn).

Hoe weet men nu dat Europa ook daadwerkelijk een oceaan heeft? Dat weet men door metingen van het zwaartekracht- en magnetisch veld van Europa, die (vooral) verricht zijn door de (nu vernietigde) Jupiterverkenner Galileo (niet te verwarren met Europa’s alternatief voor GPS). Door te observeren hoe de maan zichzelf uitrekt en vervormt kan men de dichtheid van het inwendige achterhalen. Aan de hand hiervan vermoedt men het bestaan van een oceaan.

Een eventuele oceaan kan door vulkanisme vloeibaar
blijven. De activiteit aan het oppervlak hangt af van
de ijsdikte.

Aanvullende metingen, die wellicht door toekomstige sondes verricht zullen worden, kunnen zelfs allerlei eigenschappen van de oceaan achterhalen, zoals de diepte van de oceaan (en het bovenliggende ijs) en het zoutgehalte ervan. De oceanen worden vloeibaar gehouden door middel van vulkanische processen op de “zeebodem”, aangedreven door de getijdenkrachten van Jupiter en co.

Op Aarde weet men tegenwoordig dat dergelijke “hot spots” op de zeebodem rijke ecosystemen kunnen ondersteunen, die geheel onafhankelijk van zonlicht functioneren. De levensvatbaarheid van Europa wordt nog versterkt door de recente ontdekking dat de stralingsniveaus op Europa 2/3 lager zijn dan gedacht.

De verkenning van Europa

Toekomstige verkenningen zullen gebruik maken van lessen die geleerd zijn door de Saturnus- verkenner Cassini. Deze sonde heeft immers actieve geisers en vloeibaar water aangetroffen op de kleine Saturnusmaan Enceladus. Europa is een jong, geologisch actief object zoals Enceladus dat is. Op Europa zijn echter nog geen geisers of waterpluimen aangetroffen, maar zowel Galileo als Cassini hadden niet de beschikking over de juiste apparatuur om zwakke geisers te detecteren. Hoewel Europa zeker geen Enceladus-achtige geisers kent, kan het bestaan van zwakkere varianten dus niet worden uitgesloten.

Nieuwe radartechnieken zullen van groot belang zijn bij het verkennen van Europa. Zo kan men met behulp van radar de dikte van de ijskorst bepalen, hetgeen eerder al op Mars gedaan is door ESA’s Mars Express. Een ijs-penetrerende radar zal astronomen in staat stellen om vloeibaar water te localiseren, zowel beneden het ijs als in waterpaketten binnen het ijs (ongeveer zoals de ondergrondse meren op Antarctica). De verhouding en wisselwerking tussen ijs en vrij water is van doorslaggevend belang voor het vaststellen van de levensvatbaarheid van Europa.

Onderzoekers treffen al voorbereidingen voor het moment waarop men een sonde naar het oppervlak van Europa zal sturen. Daarmee hoopt men de basis te leggen voor het sturen van sondes die door het ijs zullen afdalen, om als een buitenaardse Nautilus de onpeilbare diepten van Europa gaan verkennen – Kapitein Nemo als astronaut…

De verkenning van Europa zal gefaseerd plaatsvinden. Een lander
zal nog even op zich laten wachten, maar biedt wel een spannend
vooruitzicht.

Voordat het zover is, zal men vergelijkbare omgevingen op aarde gaan gebruiken als testlaboratorium. De door ijs bedekte meren op Antarctica vormen een uitstekende analoog voor de omstandigheden die men waarschijnlijk op Europa zal aantreffen. Op dit moment ontwikkelt men een project dat bekend staat als Endurance. In dit, door NASA gesponsorde, project bouwt men een zelf-standig functionerende onder-waterrobot, waarmee men de aanpak en procedures van de verkenning van Europa’s oceanen zal bepalen.

Het testvaartuig zal in februari 2008 getest worden en later dat jaar worden ingezet op Antarctica. De robotverkenner zal driedimensionale kaarten van de ondergrondse meren gaan maken. De robot zal daarnaast trachten de biochemie van de meren te bepalen, waarbij de robot hopelijk de chemische “vingerafdrukken” van het bestaan van leven zal kunnen detecteren.