Ένα κοντινό πλάνο στην επιφάνεια της Ευρώπης:Νέα ανάλυση παλαιών δεδομένων
Ανακαλύφθηκε από τον Galileo Galilei πριν από περισσότερα από 400 χρόνια και απεικονίστηκε από το Voyager 2 το 1979, το παγωμένο φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, ήταν εδώ και πολύ καιρό πηγή ίντριγκας. Πιο συγκεκριμένα, μια σειρά επιστημονικών ερευνών υποδηλώνει ότι περιέχει τα βασικά συστατικά για την κατοικησιμότητα — ενέργεια, χημεία και υγρό νερό.
Μόνο με την άφιξη του διαστημικού σκάφους Galileo το 1995 αποκαλύφθηκε η πραγματική φύση και το επίπεδο πολυπλοκότητας της επιφάνειας. Η σειρά των γεωλογικών χαρακτηριστικών που χαρακτηρίζει την επιφάνεια περιλαμβάνει εκτεταμένες ραβδωτές πεδιάδες, περιοχές ευρείας διαταραχής που ονομάζονται χαοτικό έδαφος, μακριές, οιονεί γραμμικές κορυφογραμμές που εκτείνονται σε χιλιάδες μίλια και ζώνες πλάτους έως και 30 μιλίων και που εκτείνονται σε 100 μίλια (Εικόνα 1 ). Επιπλέον, η έλλειψη αναγνωρίσιμων κρατήρων με διάμετρο μεγαλύτερο από 5 μίλια απαιτεί η επιφάνεια της Ευρώπης να είναι νεαρή, ηλικίας της τάξης των 60 εκατομμυρίων ετών.
Η νεαρή επιφάνεια του παγωμένου δορυφόρου του Δία, Ευρώπη, εγείρει τα βασικά ερωτήματα:(1) ποιοι είναι οι μηχανισμοί επανεμφάνισης που είναι υπεύθυνοι για τη δημιουργία της νεαρής επιφάνειας της Ευρώπης και (2) πώς έχουν εξελιχθεί αυτές οι διεργασίες με την πάροδο του χρόνου; Προκειμένου να απαντήσουμε σε αυτά τα ερωτήματα, αναλύσαμε εννέα καρέ των εικόνων υψηλότερης ανάλυσης που λήφθηκαν από το διαστημόπλοιο Galileo το 1997, όπου το μικρότερο δυνατό χαρακτηριστικό είναι περίπου το μέγεθος ενός διαμαντιού του Major League Baseball. Αυτές οι εικόνες είναι τώρα περισσότερες από δύο δεκαετίες, αλλά δεν έχουν αναλυθεί λεπτομερώς μέχρι αυτό το έργο.
Προκειμένου να διερευνήσουμε την προέλευση και την εξέλιξη της επιφάνειας της Ευρώπης, πραγματοποιήσαμε μια γεωμορφολογική χαρτογράφηση του μωσαϊκού εικόνας υψηλής ανάλυσης (Εικόνα 2). Οι μονάδες στον γεωμορφολογικό χάρτη ορίζονται από την υφή της επιφάνειας, το σχήμα του εδάφους (μορφολογία), τη διάσταση και το σχετικό albedo ή φωτεινότητα. Καθορίσαμε επίσης το σχετικό χρονοδιάγραμμα των γεωλογικών μονάδων της Ευρώπης, προκειμένου να δημιουργηθεί μια βάση για την κατανόηση των διαδικασιών περιφερειακής και τοπικής κλίμακας και την απόκτηση εικόνας σχετικά με την πιθανή κατοικησιμότητα αυτού του παγωμένου κόσμου.
Οι κύριες παρατηρήσεις μας από τη χαρτογράφηση περιλαμβάνουν:την κανονική απόσταση και τις ήπιες κλίσεις του εδάφους με ραβδώσεις, τα αιχμηρά όρια και τις διατηρημένες δομές του εδάφους του χάους και το συμμετρικό αλλά ακανόνιστο μέγεθος των διπλών κορυφογραμμών. Στη συνέχεια αξιολογήσαμε τους προτεινόμενους μηχανισμούς σχηματισμού για αυτά και άλλα χαρτογραφημένα χαρακτηριστικά. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι το έδαφος με κορυφογραμμές πεδιάδες σχηματίστηκε πιθανότατα μέσω αναδίπλωσης, διπλές κορυφογραμμές που σχηματίστηκαν μέσω συμπίεσης ή γραμμικού διαπιρισμού και το έδαφος χάους που σχηματίστηκε μέσω της κατάρρευσης των υδάτινων φακών. Αυτοί οι προτιμώμενοι μηχανισμοί σχηματισμού που βασίζονται σε νέες παρατηρήσεις υψηλής ευκρίνειας της επιφάνειας της Ευρώπης υποδεικνύουν ότι η επιφανειακή παραμόρφωση της Ευρώπης έχει μεταβεί από μια κατανεμημένη σε μια διακριτή λειτουργία κατά τη διάρκεια της ευδιάκριτης ιστορίας της επιφάνειας, πιθανώς ως αποτέλεσμα της προοδευτικής ψύξης και πάχυνσης του κελύφους πάγου.
Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης αποκάλυψαν επίσης μια πληθώρα μικρών (<100 m) κοιλωμάτων. Λόγω της κατανομής αυτών των χαρακτηριστικών του λάκκου, συμπεράνουμε ότι είναι το αποτέλεσμα δευτερογενούς κρατήρα, ενός κρατήρα που παράγεται όταν το υλικό που εκτινάσσεται από μια κύρια πρόσκρουση δημιουργεί μικρότερους κρατήρες στην επιφάνεια ενός σώματος. Ο τεράστιος αριθμός δευτερευόντων (πάνω από 1500) στο μωσαϊκό εικόνας που αναλύσαμε υποδεικνύει ότι οι διαδικασίες δευτερογενούς κρατήρα μπορεί επίσης να συμβάλουν στην επανάληψη της επιφάνειας (~0,5% της επιφάνειας).
Επιπλέον, εντοπίσαμε την παρουσία δύο νέων επιφανειακών χαρακτηριστικών, υψηλού albedo λείο υλικό και λεπτές γραμμές . Συμπεράσαμε ότι η παρουσία του υψηλού albedo είναι ομαλή Το υλικό μπορεί να είναι ενδεικτικό μιας επιφανειακής διαδικασίας που λειτουργεί σε ακόμη πιο λεπτή κλίμακα από ό,τι μπορεί να επιλυθεί από τις εικόνες υψηλής ανάλυσης. Οι νέοι λεπτές γραμμές επικρατούν στις εικόνες υψηλής ανάλυσης και ερμηνεύονται ως τεκτονικό ύφασμα ή ως αποτέλεσμα τεκτονικής παραμόρφωσης της επιφάνειας της Ευρώπης, λόγω του προσανατολισμού και της θέσης τους σε σχέση με άλλα χαρακτηριστικά της επιφάνειας.
Αν και τα δεδομένα εικόνων που επιστράφηκαν από το Galileo παρείχαν πληροφορίες για τη δομή μιας ποικιλίας περιοχών, ολόκληρος ο δορυφόρος δεν έχει ακόμη παρατηρηθεί σε περιφερειακή κλίμακα και η λεπτομερής γεωλογική φύση μεγάλου μέρους της επιφάνειάς του παραμένει μυστήριο. Ωστόσο, η χαρτογράφηση και οι δομικές μας αναλύσεις μιας από τις περιοχές των εικόνων επιφάνειας της Ευρώπης σε υψηλή ανάλυση βοηθούν στην αποκάλυψη της περίπλοκης ιστορίας της επιφάνειας της Ευρώπης.
Το βασικό μας εύρημα σε αυτή την εργασία είναι ότι οι μηχανισμοί τοπικής κλίμακας έχουν μεταβεί από την κατανεμημένη παραμόρφωση - που εκφράζεται με το σχηματισμό των ραβδωτών πεδιάδων - σε διακριτή παραμόρφωση - που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό χάους και μεμονωμένων καταγμάτων. Αυτό το εύρημα είναι σύμφωνο με την ταυτόχρονη πάχυνση και ψύξη του κελύφους πάγου που συμβαίνει καθώς το κέλυφος πάγου παραμορφώνεται. Προβλέπουμε ότι τα υπολείμματα της κατανεμημένης παραμόρφωσης, όπως ένας τεκτονικός ιστός, και η επανεμφάνιση της επιρροής του δευτερεύοντος κρατήρα θα γίνουν ολοένα και πιο εμφανείς με εικόνες υψηλότερης ανάλυσης από το Europa Clipper, μια αποστολή της NASA που σχεδιάζεται να εκτοξευτεί στην Ευρώπη στις αρχές της επόμενης δεκαετίας.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Ανάλυση εικόνων Galileo πολύ υψηλής ανάλυσης και επιπτώσεων για μηχανισμούς επανεμφάνισης στην Ευρώπη, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Icarus. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τον E.J. Leonard (https://www.planeterin.com) από το University of California, Los Angeles, and Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, R.T. Pappalardo από το Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, και A. Yin από το University of California Los Angeles.
