Europa. Kredit gambar: NASA Klik untuk memperbesar
Penemuan bahwa Europa bulan Jupiter kemungkinan besar memiliki lautan asin yang dingin di bawah lapisan esnya yang beku telah menempatkan Europa dalam daftar pendek objek di tata surya kita yang ingin dipelajari lebih lanjut oleh para ahli astrobiologi. Pada konferensi Earth System Processes II di Calgary, Kanada, Ron Greeley, ahli geologi planet dan profesor geologi di Arizona State University di Phoenix, Arizona, memberikan ceramah yang merangkum apa yang diketahui tentang Jupiter dan bulan-bulannya, dan apa yang masih harus ditemukan. .
Ada enam pesawat ruang angkasa yang telah menjelajahi sistem Jupiter. Dua yang pertama adalah pesawat ruang angkasa Pioneer di tahun 1970-an yang terbang dengan sistem Jupiter dan melakukan beberapa pengamatan singkat. Itu diikuti oleh pesawat ruang angkasa Voyager I dan II, yang memberi kami pandangan rinci pertama tentang satelit Galilea. Tetapi sebagian besar informasi yang kami miliki berasal dari misi Galileo. Baru-baru ini, ada flyby dari pesawat ruang angkasa Cassini, yang pergi oleh Jupiter dan melakukan pengamatan dalam perjalanan ke Saturnus, di mana saat ini sedang beroperasi. Tetapi hampir semua yang kita ketahui tentang geologi sistem Jupiter, dan khususnya satelit Galilea (Io, Europa, Ganymede dan Callisto), berasal dari misi Galileo. Galileo memberi kami banyak informasi yang luar biasa sehingga kami masih dalam proses analisis hari ini.
Ada empat satelit Galilea. Io, yang terdalam, adalah objek vulkanis paling aktif di tata surya. Ini memperoleh energi internal dari tekanan pasang surut di interior, karena didorong-ditarik antara Europa dan Jupiter. Ledakan vulkanisme yang kita lihat di sana sangat mengesankan. Ada bulu-bulu yang terlontar sekitar 200 kilometer (124 mil) di atas permukaan. Kami juga melihat vulkanisme efusif dalam bentuk aliran lava yang meletus ke permukaan. Ini adalah aliran yang sangat bersuhu tinggi, sangat mengalir. Di Io kita melihat arus ini membentang ratusan kilometer melintasi permukaan.
Semua satelit Galilea berada dalam orbit elips, yang berarti bahwa kadang-kadang mereka lebih dekat ke Jupiter, di lain waktu mereka lebih jauh, dan mereka didorong-dorong oleh tetangga mereka. Yang menghasilkan gesekan internal ke tingkat yang cukup, dalam kasus Io, untuk melebur interior dan "mendorong" gunung berapi. Proses yang sama sedang berlangsung di Europa. Dan ada kemungkinan vulkanisme silikat terjadi di bawah lapisan es di Europa.
Ganymede adalah satelit terbesar di tata surya. Ini memiliki kulit es luar. Kami berpikir bahwa ia memiliki lautan es di bawah es cair di atas inti silikat dan mungkin inti logam kecil internal. Ganymede telah mengalami proses geologis sejak pembentukannya. Ia memiliki sejarah yang kompleks, didominasi oleh proses tektonik. Kami melihat kombinasi fitur yang sangat lama dan fitur yang sangat muda. Kita bisa melihat pola facture kompleks pada permukaannya yang memotong pola fraktur yang lebih tua. Permukaan dipecah menjadi blok-blok yang telah digeser pada bagian dalam, tampaknya cair, interior. Kami juga melihat dampak sejarah yang berasal dari periode awal pemboman. Mengurai sejarah tektonik Ganymede adalah pekerjaan dalam proses.
Callisto adalah yang paling luar dari satelit Galilea. Itu, juga, telah menjadi sasaran pemboman dampak, mencerminkan sejarah pertambahan awal tata surya pada umumnya, dan sistem Jupiter pada khususnya. Permukaan didominasi oleh kawah dari semua ukuran. Tapi kami terkejut dengan kurangnya kawah yang sangat kecil. Kami melihat kawah tumbukan yang sangat kecil pada tetangganya, Ganymede; kami tidak melihatnya di Callisto. Ada beberapa proses, kami pikir, yang menghapus kawah kecil - tetapi hanya di daerah tertentu di bulan. Ini adalah misteri yang belum terselesaikan: Apa proses yang menghapus kawah kecil di beberapa daerah, atau sebagai alternatif, mungkinkah mereka tidak terbentuk di sana untuk alasan tertentu untuk memulai? Sekali lagi, ini adalah topik penelitian yang sedang berlangsung.
Yang ingin saya bicarakan terutama adalah Europa. Europa kira-kira seukuran bulan Bumi. Ini terutama merupakan objek silikat, tetapi memiliki kulit terluar H2O, yang permukaannya membeku. Total volume air yang menutupi bagian dalam silikatnya melebihi semua air di Bumi. Permukaan air itu beku. Pertanyaannya adalah: Apa yang ada di bawah cangkang beku itu? Apakah ada es padat sampai ke dasar, atau ada samudra cair? Kami pikir ada air cair di bawah lapisan es, tapi kami tidak benar-benar tahu itu. Ide-ide kami didasarkan pada model, dan seperti semua model, mereka dapat dipelajari lebih lanjut.
Alasan kami berpikir bahwa ada lautan cair di Europa berasal dari perilaku medan magnet yang diinduksi di sekitar Europa yang diukur dengan magnetometer di Galileo. Jupiter memiliki medan magnet yang sangat besar. Itu, pada gilirannya, menginduksi medan magnet, tidak hanya di Europa, tetapi juga pada Ganymede dan Callisto. Cara medan magnet yang diinduksi berperilaku konsisten dengan keberadaan samudera cair asin di bawah permukaan, tidak hanya di Europa, tetapi juga pada Ganymede dan Callisto.
Kita tahu bahwa permukaannya adalah es air. Kita tahu bahwa ada komponen non-es yang hadir, yang mencakup berbagai garam. Dan kita tahu bahwa permukaan telah diproses secara geologis: permukaannya telah retak, disembuhkan, dipecah berulang kali. Kami juga melihat relatif sedikit kawah tumbukan di permukaan. Itu menunjukkan bahwa permukaannya muda secara geologis. Europa bahkan bisa aktif secara geologis hari ini. Gambar dari satu wilayah, khususnya, menunjukkan permukaan yang telah rusak parah. Piring es telah pecah dan bergeser ke posisi baru. Materi telah mengalir di antara retakan, kemudian tampaknya membeku, dan kami berpikir bahwa ini bisa menjadi salah satu tempat di mana ada material upwelling, mungkin didorong oleh pemanasan pasang surut yang saya bicarakan sebelumnya.
Kita cenderung melupakan skala hal-hal dalam ilmu keplanetan. Tapi balok es ini sangat besar. Ketika kita berpikir tentang eksplorasi di masa depan, kita ingin turun ke permukaan dan melakukan pengukuran kunci tertentu. Jadi kita harus berpikir tentang sistem pesawat ruang angkasa yang bisa mendarat di medan seperti ini. Karena tempat-tempat inilah yang mungkin memiliki bahan yang berasal dari bawah es, mereka adalah prioritas tertinggi untuk eksplorasi. Namun, seperti yang sering terjadi dalam eksplorasi planet, tempat paling menarik adalah yang paling sulit untuk dijangkau.
Jadi apa yang ingin kita ketahui? Pertama dan paling mendasar adalah "gagasan samudra." Apakah air cair ada atau tidak? Apakah cangkang es itu tebal atau tipis? Jika ada lautan di sana, seberapa tebal lapisan es itu? Ini sangat penting untuk diketahui ketika kita berpikir untuk menjelajahi kemungkinan lautan cair di Europa: Jika kita ingin masuk ke lautan, seberapa dalam kita harus melalui es? Berapa umur permukaan? Kami mengatakan "muda," tapi itu hanya istilah relatif. Apakah berusia ribuan, ratusan ribu, jutaan, atau bahkan milyaran tahun? Model memungkinkan penyebaran yang cukup lama, berdasarkan dampak frekuensi kawah. Apa lingkungan di sana saat ini yang menguntungkan untuk astrobiologi? Dan apa lingkungan di masa lalu? Apakah mereka sama, atau apakah mereka berubah sepanjang waktu? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini membutuhkan data baru.
Hal lain yang mendorong minat kami untuk menjelajahi satelit Galilea adalah mencoba memahami sejarah geologis mereka. Hingga taraf tertentu, keragaman yang kita lihat, dari Io ke Europa hingga Ganymede dan Callisto, dapat dikaitkan dengan jumlah energi pasang surut yang mendorong sistem. Energi pasang surut maksimum menggerakkan vulkanisme yang begitu dominan di Io. Pada ekstrem yang lain, energi pasang surut yang sangat sedikit pada Callisto menghasilkan pelestarian catatan kawah dampak. Europa dan Ganymede berada di antara dua kasus ekstrem ini.
Luas permukaan total dari tiga bulan es Jupiter (Europa, Ganymede dan Callisto) lebih besar dari luas permukaan Mars, dan, pada kenyataannya, hampir setara dengan seluruh permukaan tanah Bumi. Jadi ketika kita membahas penjelajahan satelit Galilea yang dingin, ada banyak medan yang harus diliputi.
Sedangkan untuk eksplorasi di masa depan, izinkan saya berbagi sedikit sejarah. Tiga tahun lalu, NASA mendirikan proyek Prometheus. Proyek Prometheus melibatkan pengembangan tenaga nuklir dan tenaga nuklir, sesuatu yang belum dianggap serius selama beberapa waktu. Misi pertama yang diterbangkan dalam proyek Prometheus adalah Jupiter Icy Moons Orbiter, atau JIMO. Tujuannya adalah untuk mengeksplorasi tiga bulan es dalam konteks sistem Jupiter. Itu adalah proyek yang sangat ambisius. Nah, awal tahun ini JIMO dibatalkan. Tapi sepertinya tahun yang akan datang ini akan ada persetujuan untuk pengorbit geofisika untuk Europa. Langkah-langkah awal untuk mendapatkan pesawat ruang angkasa yang sedang berlangsung sedang dipertimbangkan sekarang. Europa adalah prioritas yang sangat tinggi untuk eksplorasi, dan sebagai pengakuan atas prioritas itu, misi ini mungkin terjadi.
Mengapa kami begitu tertarik dengan Europa? Ketika kita berbicara tentang astrobiologi, kita mempertimbangkan tiga bahan untuk kehidupan: air, kimia yang tepat, dan energi. Kehadiran mereka tidak berarti bahwa percikan ajaib kehidupan pernah terjadi, tetapi itu adalah hal-hal yang kami pikir diperlukan untuk kehidupan. Jadi, seperti yang saya uraikan, ketiga bulan es Jupiter adalah sasaran potensial. Tetapi Europa adalah prioritas tertinggi, karena tampaknya memiliki energi internal maksimum.
Jadi, tentu saja, pertama-tama kita ingin tahu: Apakah ada lautan, ya atau tidak?
Lalu, apa konfigurasi tiga dimensi dari lapisan es? Kita tahu bahwa organisme dapat hidup dalam keretakan dan retakan di es Kutub Utara. Retakan seperti itu kemungkinan juga ada di Europa, dan bisa menjadi ceruk yang sangat diminati astrobiologi.
Kemudian kami ingin memetakan komposisi permukaan organik dan anorganik. Kita melihat dalam data yang ada saat ini bahwa permukaannya heterogen. Ini bukan hanya es murni di permukaan. Ada beberapa daerah yang tampaknya lebih kaya komponen non-es daripada tempat lain. Kami ingin memetakan materi itu.
Kami juga ingin memetakan fitur permukaan yang menarik dan mengidentifikasi tempat-tempat yang paling penting untuk eksplorasi di masa depan, termasuk pendaratan.
Kemudian kami ingin memahami Europa dalam konteks lingkungan Jupiter. Misalnya, bagaimana lingkungan radiasi yang dipaksakan oleh Jupiter memengaruhi kimia permukaan di Europa?
Pada akhirnya, kita ingin turun ke permukaan, karena ada beberapa hal yang bisa kita lakukan hanya dari permukaan. Kami memiliki banyak data dari misi Galileo, dan berharap mendapatkan lebih banyak lagi dari misi potensial Europa, tetapi ini adalah data penginderaan jauh. Selanjutnya, kami ingin mendapatkan pendarat ke permukaan yang bisa melakukan beberapa pengukuran kebenaran tanah yang penting, untuk menempatkan data penginderaan jauh ke dalam konteks. Jadi di dalam komunitas ilmiah, kami merasa bahwa misi berikutnya ke Europa dan sistem Jupiter seharusnya memiliki paket mendarat. Tetapi apakah ini benar-benar akan terjadi atau tidak, tetap disini!
Sumber Asli: NASA Astrobiology
