Unter Europas dicker Eiskruste liegt ein gewaltiger globaler Ozean, wo der Schnee nach oben auf umgekehrte Eisspitzen und Schluchten treibt. Der bizarre Unterwasserschnee ist von Eisschelfen auf der Erde bekannt, aber eine neue Studie zeigt, dass dasselbe Phänomen wahrscheinlich auch auf dem Jupitermond Europa auftritt, wo es eine Rolle beim Aufbau seines Eispanzers spielen könnte.
Der Unterwasserschnee ist viel reiner als andere Eissorten, was bedeutet, dass Europas Eiskruste deutlich weniger salzig sein könnte als bislang angenommen. Das ist wichtig für Missionswissenschaftler, die die NASA-Raumsonde Europa Clipper vorbereiten. Die Raumsonde wird ein Radar nutzen, um die Eiskruste Europas zu durchdringen und zu sehen, ob der Ozean Leben begünstigen könnte. Die neuen Informationen werden entscheidend sein, weil das im Eis gefangene Salz beeinflussen kann, was das Radar sehen wird und wie tief in die Eiskruste es vordringen kann. Vorherzusagen, woraus das Eis besteht, wird Wissenschaftlern daher helfen, die Daten sinnvoll zu interpretieren.
Die Studie wurde in der August-Ausgabe des Journals Astrobiology veröffentlicht und von der University of Texas in Austin (UT) geleitet, die ebenfalls die Entwicklung des eisdurchdringenden Radarinstrumens des Europa Clipper leitet. Zu wissen, aus welcher Art Eis Europas Kruste besteht, wird auch helfen, den Salzgehalt und die Bewohnbarkeit des Ozeans zu entschlüsseln.
„Wenn wir Europa erforschen, sind wir am Salzgehalt und der Zusammensetzung des Ozeans interessiert, weil das eines der Dinge ist, die seine potenzielle Bewohnbarkeit oder sogar die Art des Lebens bestimmt, das dort leben könnte“, sagte die Hauptautorin der Studie, Natalie Wolfenbarger, eine Doktorandin am Institute for Geophysics an der UT Jackson School of Geosciences.
Europa ist eine Gesteinswelt ungefähr von der Größe des Erdmondes, die von einem globalen Ozean und einem kilometerdicken Eispanzer umgeben ist. Frühere Studien sprechen dafür, dass die Temperatur, die Druckverhältnisse und der Salzgehalt des Ozeans in der Nähe des Eises vergleichbar mit dem sind, was man unter einem Eisschelf in Antarktika finden würde.
Mit diesem Wissen bewaffnet untersuchte die neue Studie die zwei verschiedenen Wege, wie Wasser unter Eispanzern gefriert: Gefriereis und Frazileis. Gefriereis wächst direkt von unterhalb des Eispanzers. Frazileis bildet Eisflocken in superkaltem Salzwasser, die durch das Wasser nach oben treiben und sich auf der Unterseite des Eisschelfs absetzen.
Beide Prozesse erzeugen Eis, das weniger salzhaltig ist als Meerwasser, was Wolfenbarger zufolge sogar noch weniger salzig sein würde, wenn es auf die Größe und das Alter der Eiskruste Europas skaliert wird. Laut ihren Berechnungen könnte Frazileis (das nur einen winzigen Bruchteil des Salzgehalts von Meerwasser enthält) auf Europa sehr häufig vorkommen. Das bedeutet, die Eiskruste Europas könnte einige Größenordnungen reiner sein als in früheren Schätzungen. Das beeinflusst alles – angefangen bei der Dicke der Eiskruste, über die Art und Weise des Wärmetransports durch die Kruste bis hin zu Kräften, die eine Art von Eistektonik antreiben könnten.
„Diese Studie öffnet eine Reihe neuer Möglichkeiten, um über Ozeanwelten und deren Funktionsweise nachzudenken“, sagte Steve Vance vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der nicht an der Studie beteiligt war. „Sie bereitet den Weg dafür, wie wir uns auf die Analyse des Europa Clipper vorbereiten könnten.“
Der Co-Autor und leitende Forscher für das Radarinstrument des Europa Clipper, Donald Blankenship, sagte, die Forschung sei eine Bestätigung dafür, wie man die Erde als Modell nutzt, um die Bewohnbarkeit Europas zu verstehen. „Wir können die Erde verwenden, um Europas Bewohnbarkeit zu bewerten und den Austausch von Unreinheiten zwischen dem Eis und dem Ozean zu messen und festzustellen, wo sich Wasser im Eis befindet“, sagte er.
Wolfenbarger macht derzeit ihre Doktorarbeit in Geophysik an der UT Jackson School und ist Mitglied des Europa Clipper Wissenschaftsteams. Die Studie wurde von der G. Unger Vetlesen Foundation und dem Zonta International Amelia Earhart Fellowship finanziert.
(THK)
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