यूरोपा बहुत मोटी चमड़ी वाला हो सकता है

चित्र साभार: NASA

यह प्रमाण बढ़ रहा है कि बृहस्पति के चंद्रमाओं में से एक, यूरोपा, बर्फ की चादर से ढका पानी का महासागर है। वैज्ञानिक अब अनुमान लगा रहे हैं कि चंद्रमा की सतह पर 65 प्रभाव craters के आकार और गहराई को मापने के लिए बर्फ कितनी मोटी है - वे क्या बता सकते हैं, यह 19 किमी। यूरोपा की बर्फ की मोटाई का वहां जीवन की संभावना पर प्रभाव पड़ेगा: बहुत मोटी और धूप से प्रकाश संश्लेषक जीवों तक पहुंचने में परेशानी होगी।

बृहस्पति पर बड़े पैमाने पर बर्फीले उपग्रहों पर प्रभाव क्रेटर्स की विस्तृत मैपिंग और माप, 23 मई, 2002 को रिपोर्ट, नेचर की पत्रिका, नेचर के अंक से पता चलता है कि यूरोपा का अस्थायी बर्फ का गोला कम से कम 19 किलोमीटर मोटा हो सकता है। ह्यूस्टन के लूनर एंड प्लैनेटरी इंस्टीट्यूट में स्टाफ साइंटिस्ट और जियोलॉजिस्ट डॉ। पॉल शेंक द्वारा किए गए इन मापों से संकेत मिलता है कि वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को एक गर्म इंटीरियर के साथ जमे हुए दुनिया पर जीवन की खोज के नए और चतुर साधन विकसित करने होंगे।

द ग्रेट यूरोपा पिज़्ज़ा डिबेट: "थिन क्रस्ट या थिक क्रस्ट?"
गैलीलियो के भूगर्भिक और भूभौतिकीय साक्ष्य इस विचार का समर्थन करते हैं कि यूरोपा की बर्फीली सतह के नीचे एक तरल जल महासागर मौजूद है। अब बहस इस बात पर केंद्रित है कि यह बर्फीले खोल कितना मोटा है। एक महासागर एक पतली बर्फ के गोले के माध्यम से पिघल सकता है जो केवल कुछ किलोमीटर मोटी पानी और कुछ भी इसमें सूरज की रोशनी (और विकिरण) में तैरता है। एक पतली बर्फ का गोला पिघल सकता है, समुद्र को सतह पर उजागर कर सकता है, और सूरज की रोशनी के लिए प्रकाश संश्लेषक जीवों की आसान पहुंच प्रदान कर सकता है। एक मोटी बर्फ के गोले के दसियों किलोमीटर तक के माध्यम से पिघलने की संभावना नहीं होगी।

यूरोपा के बर्फीले खोल की मोटाई क्यों महत्वपूर्ण है?
मोटाई एक अप्रत्यक्ष उपाय है कि यूरोपा कितना ज्वार ताप पा रही है। यूरोपा पर कितना तरल पानी है और क्या यूरोपा के समुद्री तल पर ज्वालामुखी है या नहीं, इसका अनुमान लगाने के लिए ज्वार का ताप महत्वपूर्ण है; यह मापा नहीं जा सकता। 19 किलोमीटर की मोटाई का नया अनुमान ज्वार के ताप के लिए कुछ मॉडलों के अनुरूप है, लेकिन इसके लिए बहुत अतिरिक्त अध्ययन की आवश्यकता है।

मोटाई महत्वपूर्ण है क्योंकि यह नियंत्रित करता है कि यूरोपा के महासागर में जैविक रूप से महत्वपूर्ण सामग्री कैसे और कहाँ सतह पर जा सकती है, या वापस समुद्र में जा सकती है। सूरज की रोशनी बर्फीले खोल में कुछ मीटर से अधिक नहीं घुस सकती है, इसलिए प्रकाश संश्लेषक जीवों को यूरोपा की सतह पर जीवित रहने के लिए आसान पहुंच की आवश्यकता होती है। इस विषय पर बाद में अधिक।

मोटाई भी अंततः यह निर्धारित करेगी कि हम यूरोपा के महासागर का पता कैसे लगा सकते हैं और यूरोपा पर किसी भी जीवन या कार्बनिक रसायन विज्ञान के प्रमाण की खोज कर सकते हैं। हम इतनी मोटी पपड़ी के माध्यम से सीधे महासागर को ड्रिल या नमूना नहीं कर सकते हैं और समुद्र की सामग्री की खोज के लिए चतुर तरीके विकसित करना चाहिए जो सतह पर उजागर हो सकते हैं।

हम यूरोपा की बर्फ के गोले की मोटाई का अनुमान कैसे लगाते हैं?
यूरोपा के बड़े बर्फीले गैलीलियन उपग्रहों पर प्रभाव क्रेटर्स का यह अध्ययन यूरोपा पर प्रभाव क्रेटर की स्थलाकृति और आकारिकी की तुलना पर आधारित है, जो कि उनकी बहन बर्फीले उपग्रहों गेनीमेड और कैलेडो पर है। यूरोपा पर 240 से अधिक craters, 65 उनमें से, डॉ। शेंक द्वारा नासा के मल्लाह और गैलीलियो अंतरिक्ष यान से प्राप्त छवियों के स्टीरियो और स्थलाकृतिक विश्लेषण का उपयोग करके मापा गया है। गैलीलियो वर्तमान में बृहस्पति की परिक्रमा कर रहा है और 2003 के अंत में बृहस्पति में अपनी अंतिम डुबकी की ओर बढ़ रहा है। हालांकि गेनीमेड और कैलिस्टो दोनों के अंदर तरल पानी के महासागरों के बारे में माना जाता है, वे भी गहरे (लगभग 100-200 किलोमीटर) के बजाय अधिक गहरे हैं। इसका मतलब है कि अधिकांश क्रेटर महासागरों से अप्रभावित रहेंगे और इसका उपयोग यूरोपा के साथ तुलना के लिए किया जा सकता है, जहां महासागर की गहराई अनिश्चित है लेकिन बहुत उथले होने की संभावना है।

यूरोपा के बर्फ के गोले की मोटाई का अनुमान दो प्रमुख अवलोकनों पर आधारित है। पहला यह है कि यूरोपा के आकार के बड़े क्रेटर गेनीमेड और कैलिस्टो पर समान आकार के क्रेटर से काफी भिन्न होते हैं। डॉ। शेंक के माप से पता चलता है कि 8 किलोमीटर से अधिक बड़े क्रैटर मूल रूप से गेनीमेड या कैलिस्टो से भिन्न हैं। यह बर्फ के गोले के निचले हिस्से की गर्मी के कारण है। बर्फ की ताकत तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील है और गर्म बर्फ नरम है और जल्दी से बहती है (ग्लेशियरों को लगता है)।

दूसरा अवलोकन यह है कि यूरोपा पर क्रेटरों की आकृति विज्ञान और आकृति नाटकीय रूप से बदल जाती है क्योंकि गड्ढा व्यास ~ 30 किलोमीटर से अधिक है। 30 किलोमीटर से छोटे क्रेटर्स कई सौ मीटर गहरे होते हैं और इनमें पहचाने जाने वाले रिम्स और सेंट्रल अपलिफ्ट्स होते हैं (ये इम्पैक्ट क्रेटर्स के स्टैंडर्ड फीचर्स हैं)। Pwyll, एक क्रेटर 27 किलोमीटर के पार, इन craters के सबसे बड़े में से एक है।

यूरोपा पर क्रैटर 30 किलोमीटर से अधिक बड़े हैं, दूसरी ओर, कोई रिम्स या उत्थान नहीं है और नगण्य स्थलाकृतिक अभिव्यक्ति है। बल्कि वे गाढ़ा गर्त और लकीरों के सेट से घिरे हुए हैं। आकारिकी और स्थलाकृति में ये परिवर्तन यूरोपा के बर्फीले पपड़ी के गुणों में एक मौलिक परिवर्तन का संकेत देते हैं। सबसे तार्किक परिवर्तन ठोस से तरल तक है। बड़े यूरोपीय क्रेटरों में गाढ़ा छल्ले संभवतः क्रेटर फर्श के थोक पतन के कारण होते हैं। के रूप में मूल रूप से गहरे गड्ढा छेद ढह जाता है, बर्फीले क्रस्ट में अंतर्निहित सामग्री शून्य में भरने के लिए जाती है। यह inrushing सामग्री overlying पपड़ी पर drags, यह फ्रैक्चर और मनाया गाढ़ा छल्ले के गठन।

19 से 25 किलोमीटर मूल्य कहां से आता है?
बड़े प्रभाव वाले क्रेटर एक ग्रह की पपड़ी में अधिक गहराई से प्रवेश करते हैं और उन गहराई पर गुणों के प्रति संवेदनशील होते हैं। यूरोपा कोई अपवाद नहीं है। कुंजी ~ 30 किलोमीटर गड्ढा व्यास में आकारिकी और आकार में आमूल परिवर्तन है। इसका उपयोग करने के लिए, हमें अनुमान लगाना चाहिए कि मूल गड्ढा कितना बड़ा था और एक तरल परत कितनी उथली होनी चाहिए, इससे पहले कि वह प्रभाव गड्ढा के अंतिम आकार को प्रभावित कर सके। यह प्रभाव यांत्रिकी में संख्यात्मक गणना और प्रयोगशाला प्रयोगों से लिया गया है। यह? गड्ढा ढहने वाला मॉडल? इसके बाद परत के लिए मनाया संक्रमण व्यास को मोटाई में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसलिए, 30 किलोमीटर चौड़ी क्रेटर्स 19-25 किलोमीटर गहरी परतों को पहचानती या पहचानती हैं।

यूरोपा के बर्फ के गोले की मोटाई के ये अनुमान कितने सही हैं?
इन तकनीकों का उपयोग करके सटीक मोटाई में कुछ अनिश्चितता है। यह ज्यादातर प्रभाव खानपान यांत्रिकी के विवरणों में अनिश्चितताओं के कारण होता है, जो प्रयोगशाला में नकल करना बहुत मुश्किल है। अनिश्चितताएं केवल 10 से 20% के बीच ही होती हैं, इसलिए, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि यूरोपा का बर्फ का गोला कुछ किलोमीटर मोटा न हो।

क्या बर्फ का गोला अतीत में पतला हो सकता था?
गड्ढा स्थलाकृति में सबूत है कि समय के साथ गेनीमेड पर बर्फ की मोटाई बदल गई है, और यूरोपा के लिए भी यही सच हो सकता है। 19 से 25 किलोमीटर तक बर्फ के गोले की मोटाई का अनुमान उस बर्फीले सतह के लिए प्रासंगिक है जिसे अब हम यूरोपा पर देखते हैं। इस सतह का अनुमान 30 से 50 मिलियन वर्ष या इससे अधिक है। इससे अधिक पुरानी सतह सामग्री टेक्टोनिज्म और रिसर्फेसिंग द्वारा नष्ट हो गई है। यह पुरानी बर्फीली पपड़ी आज की तुलना में पतली हो सकती है, लेकिन वर्तमान में हमारे पास जानने का कोई तरीका नहीं है।

यूरोपा पर बर्फ के गोले के पतले धब्बे हो सकते हैं?
डॉ। शेंक द्वारा अध्ययन किए गए प्रभाव क्रेटर यूरोपा की सतह पर बिखरे हुए थे। इससे पता चलता है कि बर्फ का गोला हर जगह मोटा है। ऐसे स्थानीय क्षेत्र हो सकते हैं जहां उच्च ताप प्रवाह के कारण खोल पतला होता है। लेकिन खोल के आधार पर बर्फ बहुत गर्म है और जैसा कि हम पृथ्वी पर यहाँ ग्लेशियरों में देखते हैं, गर्म बर्फ काफी तेजी से बहती है। नतीजतन, कोई छेद? यूरोपा में? बर्फ के गोले को तेज़ी से बहती बर्फ से भरा जाएगा।

क्या मोटे बर्फ के गोले का मतलब है कि यूरोपा पर कोई जीवन नहीं है?
नहीं! यह देखते हुए कि हम यूरोपा के अंदर जीवन और स्थितियों की उत्पत्ति के बारे में कितना कम जानते हैं, जीवन अभी भी प्रशंसनीय है। बर्फ के नीचे पानी की संभावित उपस्थिति प्रमुख अवयवों में से एक है। यूरोपा पर एक मोटी बर्फ का गोला प्रकाश संश्लेषण की संभावना को बहुत कम कर देता है। जीवों की सतह तक तीव्र या आसान पहुंच नहीं होगी। यदि यूरोपा के अंदर के जीव सूरज की रोशनी के बिना जीवित रह सकते हैं, तो शेल की मोटाई केवल माध्यमिक महत्व है। आखिरकार, पृथ्वी के तल पर जीव काफी अच्छी तरह से करते हैं? सूर्य की रोशनी के बिना समुद्र काफी अच्छी तरह से रासायनिक ऊर्जा पर जीवित रहते हैं। यह यूरोपा पर सच हो सकता है यदि जीवित जीवों के लिए पहली जगह में इस वातावरण में उत्पन्न होना संभव है।

तब भी, यूरोपा का बर्फ का गोला दूर के अतीत में अधिक पतला हो सकता था, या शायद यह किसी बिंदु पर मौजूद नहीं था और महासागर अंतरिक्ष में नग्न दिखाई देता था। अगर यह सच होता, तो रसायन और समय के आधार पर कई तरह के जीव विकसित हो सकते थे। यदि समुद्र जमना शुरू हो जाता है, तो जीवित जीव तब तक विकसित हो सकते हैं, जो कुछ भी वातावरण उन्हें जीवित रहने की अनुमति देता है, जैसे कि समुद्र तल पर ज्वालामुखी (यदि ज्वालामुखी बिल्कुल बनते हैं)।

क्या हम यूरोपा पर जीवन का पता लगा सकते हैं यदि बर्फ का गोला मोटा है?
अगर पपड़ी वास्तव में यह मोटी है, तो टेथर्ड रोबोट के साथ बर्फ के माध्यम से ड्रिलिंग या पिघलना अव्यवहारिक होगा! फिर भी, हम अन्य स्थानों पर कार्बनिक महासागर रसायन विज्ञान या जीवन की खोज कर सकते हैं। यूरोपा की खोज के लिए एक चतुर रणनीति तैयार करना हमारे लिए चुनौती होगी, जो दूषित नहीं है, लेकिन फिर भी यह न के बराबर है। एक मोटे बर्फ के गोले की संभावना उन संभावित स्थलों की संख्या को सीमित करती है, जहां हमें उजागर समुद्री सामग्री मिल सकती है। सबसे अधिक संभावना है, महासागर सामग्री को छोटे बुलबुले या जेब के रूप में या बर्फ के भीतर की परतों के रूप में एम्बेडेड होना होगा जो अन्य भूगर्भिक साधनों द्वारा सतह पर लाया गया है। तीन भूगर्भीय प्रक्रियाएं ऐसा कर सकती हैं:

1. प्रभाव craters गहराई से क्रस्टल सामग्री की खुदाई करते हैं और इसे सतह पर बाहर निकालते हैं, जहां हम इसे उठा सकते हैं (50 साल पहले हम एरिजोना में उल्का क्रेटर के किनारों पर लोहे के उल्कापिंड के टुकड़े उठा सकते थे, लेकिन अब तक सबसे अधिक पाए गए हैं। )। दुर्भाग्य से, यूरोपा, टायर पर सबसे बड़ा ज्ञात गड्ढा, केवल 3 किलोमीटर गहरी से खुदाई की गई सामग्री है, जो समुद्र के पास पाने के लिए पर्याप्त गहरी नहीं है (ज्यामिति और यांत्रिकी के कारण, गड्ढा गड्ढा के ऊपरी हिस्से से खुदाई करता है, निचला नहीं)। अगर उथले गहराई पर समुद्र की सामग्री की एक परत या परत जमी हुई थी, तो इसका असर क्रेटर द्वारा किया जा सकता है। दरअसल, टायर के फर्श में एक रंग होता है जो मूल क्रस्ट की तुलना में थोड़ा अधिक नारंगी होता है। हालाँकि, यूरोपा का लगभग आधा हिस्सा गैलीलियो द्वारा अच्छी तरह से देखा गया था, इसलिए खराब देखे गए किनारे पर एक बड़ा गड्ढा मौजूद हो सकता है। इसका पता लगाने के लिए हमें वापस जाना होगा।

2. इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि यूरोपा का बर्फीला खोल कुछ अस्थिर है और यह (या) संवहन रहा है। इसका मतलब यह है कि गहरी क्रस्टल सामग्री की बूँदें सतह की ओर ऊपर की ओर उठती हैं, जहां वे कभी-कभी कई किलोमीटर चौड़े गुंबद के रूप में सामने आती हैं (सोचें कि लावा लैम्प, सिवाय इसके कि बूँदें मुलायम ठोस पदार्थ जैसे सिल्ली पुट्टी हैं)। निचली पपड़ी के भीतर बंद किसी भी महासागर सामग्री को सतह पर उजागर किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में हज़ारों साल लग सकते हैं, और बृहस्पति के संपर्क में घातक विकिरण कम से कम कहने के लिए अमित्र होगा! लेकिन कम से कम हम जांच और नमूना कर सकते हैं कि पीछे क्या रहता है।

3. यूरोपा के विस्तृत क्षेत्रों का पुनरुत्थान? जहां की बर्फीली खोल सचमुच फट गई है और अलग हो गई है। ये क्षेत्र खाली नहीं हैं लेकिन नीचे से नई सामग्री से भरे गए हैं। इन क्षेत्रों में समुद्र की सामग्री से बाढ़ नहीं आई है, बल्कि क्रस्ट के नीचे से नरम गर्म बर्फ द्वारा दिखाई देती है। इसके बावजूद यह बहुत संभव है कि इस नई क्रस्टल सामग्री के भीतर महासागरीय सामग्री मिल सकती है।

यूरोपा की सतह और इतिहास के बारे में हमारी समझ अभी भी बहुत सीमित है। अज्ञात प्रक्रियाएं हो सकती हैं जो समुद्र की सामग्री को सतह पर लाती हैं, लेकिन केवल यूरोपा की वापसी बताएगी।

यूरोपा के लिए आगे क्या?
लागत से अधिक होने के कारण प्रस्तावित यूरोपा ऑर्बिटर के हाल के रद्द होने के साथ, यह यूरोपा के महासागर की खोज के लिए हमारी रणनीति को पुन: जांचने का एक अच्छा समय है। टेथर्ड पनडुब्बी और गहरी ड्रिलिंग जांच ऐसे गहरे क्रस्ट में अव्यावहारिक हैं, लेकिन सतह लैंडर फिर भी बहुत महत्वपूर्ण हो सकते हैं। इससे पहले कि हम एक लैंडर को सतह पर भेजते हैं, हमें एक टोही मिशन भेजना चाहिए, या तो बृहस्पति या यूरोपा कक्षा में, समुद्र की सामग्री के जोखिम को खोजने के लिए और क्रस्ट में पतले धब्बों को खोजने के लिए, और सबसे अच्छे लैंडिंग स्थलों का पता लगाने के लिए। इस तरह के मिशन से खनिज की पहचान के लिए व्यापक रूप से उन्नत अवरक्त मानचित्रण क्षमताओं का उपयोग किया जाएगा (आखिरकार, गैलीलियो उपकरण लगभग 25 वर्ष पुराने हैं)। स्थलाकृतिक मानचित्रण के लिए स्टीरियो और लेजर उपकरणों का उपयोग किया जाएगा। गुरुत्वाकर्षण अध्ययन के साथ, इन आंकड़ों का उपयोग बर्फीले क्रस्ट के अपेक्षाकृत पतले क्षेत्रों की खोज के लिए किया जा सकता है। अंत में, गैलीलियो ने यूरोपा के आधे से कम मानचित्रणों का अवलोकन किया, जिसमें मानचित्रण के लिए पर्याप्त प्रभाव था, जिसमें प्रभाव क्रेटर भी शामिल थे। उदाहरण के लिए, इस खराब देखी गई गोलार्ध पर क्रेटर्स यह संकेत दे सकते हैं कि क्या यूरोपा का बर्फ का गोला अतीत में पतला था।

यूरोपा के लिए एक लैंडर?
सीस्मोमीटर वाला एक लैंडर बृहस्पति और Io द्वारा उत्पन्न दैनिक ज्वारीय बलों द्वारा उत्पन्न यूरोप-क्वेक के लिए सुन सकता है। भूकंपीय तरंगों का उपयोग बर्फ के गोले के तल तक गहराई से मैप करने के लिए किया जा सकता है, और संभवतः समुद्र के नीचे भी। जहाज पर रासायनिक analyzers तब कार्बनिक अणुओं या अन्य जैविक लक्षणों की खोज करेंगे और संभावित रूप से महासागर रसायन विज्ञान का निर्धारण करेंगे, जो यूरोपा के मूलभूत संकेतकों में से एक है? ग्रह। इस तरह के लैंडर को सतह पर विकिरण क्षति के क्षेत्र के माध्यम से प्राप्त करने के लिए संभवतः कई मीटर ड्रिल करने की आवश्यकता होगी। इन मिशनों के चलने के बाद ही हम इस टैंटलाइजिंग ग्रह के आकार के चंद्रमा की सही खोज शुरू कर सकते हैं। मोंटी पायथन को नीचा दिखाने के लिए? यह अभी तक मरा नहीं है !?

मूल स्रोत: USRA समाचार रिलीज़