Europa

Manen van
Jupiter:


Metis
Adrastea
Amalthea
Thebe
Io
Europa
Ganymedes
Callisto
Leda
Himalia
Lysithea
Elara
Ananke
Carme
Pasiphae
Sinope

( Manen met een diameter > 20 kilometer )





Europa bezit wat we zonder enige terughoudendheid het glibberigste landschap van het zonnestelsel mogen noemen. Haar oppervlak is letterlijk en figuurlijk zo glad als…, inderdaad, als ijs. Grote hoogteverschillen lijken op de Jupitermaan vrijwel te ontbreken. Toch bewijzen de vele zichtbare scheuren, geulen en helderheidsverschillen op Europa dat ook deze Galileïsche satelliet blootstaat aan krachtige endogene en exogene invloeden. Onderzoeker stellen zelfs dat een gigantische oceaan van vloeibaar water, vlak onder haar ijskorst, een belangrijk aandeel heeft in alle exotische processen die zich aan het maanoppervlak afspelen.



Oppervlak
Europa’s ijzige oppervlak lijkt wel een negatief van dat van zijn naaste hittebrakende kosmische buur, Io. Al sinds de scheervluchten van de eerste robotische ruimteverkenners langs Jupiter in de jaren zestig, vergapen astronomen zich aan de talloze breuklijnen, schotsen en heuvelruggen die de verder relatief vlakke ijskorst van de maan karakteriseren. Wie wat langer stilstaat bij het ontstaan van deze fascinerende structuren, komt al snel tot de conclusie dat Europa ‘levendiger’ moet zijn dan zij op het eerste gezicht lijkt.

Volgens onderzoekers kunnen de bijzondere oppervlaktestructuren van Europa alleen worden verklaard door aan te nemen dat de ijskort als een dunne schil op een enorme oceaan drijft. Door de krachtige getijdenwerkingen tussen de satelliet enerzijds en Jupiter anderzijds, zouden regelmatig scheuren in het ijs ontstaan. Ook zou materiaal uit Europa’s inwendige het oppervlak voortdurend plaatselijk ‘verversen’, bijvoorbeeld wanneer de druk onder zulke scheuren te hoog oploopt.

Opvallend zijn de soms wel 3000 kilometer lange heuvelruggen, die zich dikwijls manifesteren als twee betrekkelijk lichtheldere en parallel lopende opstaande wanden met een lagerliggende ingesloten vallei van relatief donkere aard. Ook dergelijke oppervlaktestructuren zijn waarschijnlijk op de hierboven beschreven ‘cryovulkanische’ wijze ontstaan. De heuvelruggen bestaan voor een groot deel uit waterijs; daarbij aangetekend dat het donkere materiaal waarschijnlijk is vermengd met silicaten en gehydrateerde zouten. De heldere delen, daarentegen, bevatten niets minder dan zuiver waterijs. De verheffingen in het maanlandschap die tot dusver op Europa zijn ontdekt, zijn - vermoedelijk door het actieve karakter van de maan - niet hoger dan enkele honderden meters.

Dat Europa’s ijskorst voortdurend in beweging is en ook regelmatig van binnenuit wordt ververst, kunnen we onder meer afleiden uit het opmerkelijk kleine aantal inslagstructuren op de satelliet. Helderwitte stippen in het maanlandschap markeren waarschijnlijk de plekken waar nog niet zo lang geleden ‘warm’ water is opgeweld. En ook de wirwar van ijsschotsen op veel plaatsen, wijst erop dat het oppervlak zich - onder invloed van meteorietinslagen en getijdenwerkingen - regelmatig opnieuw heeft gestructureerd.



Water ‘op’ en ‘in’ Europa?
Voor wie er, na de laatste plaatselijke waarnemingen van ruimtesondes in de jaren zeventig, nog niet zeker van was dat het oppervlak van Europa grotendeels uit waterijs is opgebouwd, bracht de missie van de Amerikaanse Jupiter-orbiter Galileo eind jaren negentig uitkomst. Zijn metingen in het nabij-infraroodgebied van het elektromagnetisch spectrum, wezen uit dat een aanzienlijk deel van de maan uit een zuivere vorm van bevroren water bestaat.

Een heel ander verhaal is de mogelijke aanwezigheid van vloeibaar water onder de ijskorst. Ondanks de zo karakteristieke oppervlaktestructuren, zijn nog lang niet alle astronomen overtuigd van het bestaan van een interne ‘oceaan’. Sceptici twijfelen er voornamelijk aan of de inwendige hitte en de exogene getijdenkrachten wel intens genoeg zijn om de veronderstelde mantel van water haar vloeibare vorm te laten behouden.

Ondanks zulke wetenschappelijke bezwaren, hebben metingen aan fluctuaties in Europa’s zwakke magnetisch veld uitgewezen dat de maan wel degelijk over een oceaan van formaat moet beschikken. Het zou gaan om een geleidende vloeistof: vermoedelijk water met een hoog zoutgehalte. Dit laatste zou eveneens verklaren waarom het water in Europa niet bevriest. Een hoge zoutconcentratie kan er namelijk voor zorgen dat het vriespunt van water enkele tientallen graden hoger komt te liggen dan normaal.

Inwendige
Europa is waarschijnlijk opgebouwd uit drie elementaire lagen: een schil, een mantel en een kern. In feite is haar schil weer op te delen in een vast en een vloeibaar deel. Maar omdat beide delen uit overeenkomstige stoffen bestaan, kunnen we het beste gewag maken van een (vaste) buitenschil en een (vloeibare) binnenschil. Van het eerste, ijsachtige deel, van deze schil wordt de dikte geschat op ruwweg tien kilometer. Indien de veronderstelde vloeibare oceaan daaronder werkelijk bestaat, is deze waarschijnlijk niet veel dieper dan een ‘kleine’ honderd kilometer. Planetaire geologen houden de mogelijkheid echter nog open dat de binnenschil een relatief warm doch plastisch geheel van waterijs is, dat een goed convectiemedium vormt.

De relatief lage dichtheid van Europa, suggereert dat de rest van haar inwendige grotendeels uit silicaatgesteenten moet bestaan (de mantel). Deze constatering laat slechts ruimte voor de aanwezigheid van een kleine metallische kern van enkele honderden kilometers in diameter. Dit massieve centrum is waarschijnlijk hoofdzakelijk opgebouwd uit ijzer, nikkel en diverse verbindingen met deze metalen.

Levensvormen?
De aanwezigheid van vloeibaar water op een planetair hemellichaam is misschien wel de belangrijkste voorwaarde voor het ontstaan van levensvormen zoals wij die kennen. Het is dan ook niet verwonderlijk dat er al jarenlang wordt gespeculeerd over de mogelijkheid dat zich microbe organismen op Europa bevinden. Hiervoor zijn echter ook andere ‘ingrediënten’ (energie, organische stoffen, enz.) onontbeerlijk. Of de exotische Jupitermaan aan deze vereisten voldoet, is momenteel onderwerp van discussie.

Exobiologen zijn onder meer op zoek naar bronnen die op Europa de benodigde energie kunnen leveren voor het ontstaan van eenvoudige, eencellige, levensvormen. Zij vestigen hun hoop vooral op de bodem van de vermeende oceaan, waar mogelijk processen plaatsvinden die warmte opleveren. Op aarde zijn in de omgeving van vulkanische structuren, die zo diep in de oceaan liggen dat er geen zuurstof of zonlicht kan komen, meerdere keren eenvoudige organismen ontdekt. Dit tot grote verassing van biologen die zoiets voor onmogelijk hielden. Overigens kunnen op Europa mogelijk ook fotosyntheseprocessen vlak onder de dunne ijslaag, waar het stralingsniveau op zijn hoogste is, een rol spelen bij het ontstaan en handhaven van levensvormen.



Astronomen achten de kans groot dat op Europa organische stoffen aanwezig zijn. De extreme uitwerking van de Joviaanse magnetosfeer op de buitenschil van de maan, zou de vorming van dergelijke ‘bouwstenen van het leven’ in de loop der tijd hebben bevorderd. Bovendien hebben inslaande kometen de onderliggende oceaan waarschijnlijk ‘verontreinigd’ met verschillende soorten organische verbindingen.

Hoewel het uiterst onwaarschijnlijk is dat op het oppervlak van Europa ook maar enige vorm van leven kan bestaan, refereren sommige wetenschappers in discussies hierover aan de ijle dampkring die Europa bezit. Deze wordt aangevuld wanneer watermoleculen onder invloed van de energetische kosmische straling worden gesplitst in waterstof en zuurstof. Omdat de betrekkelijk lichte waterstofdeeltjes doorgaans snel in luchtledige vervliegen, bestaat Europa’s dampkring voornamelijk uit zuurstof.

Auteur(s):     A.S.





Europa in cijfers
Gemiddelde diameter 3138 km
Oppervlakte 3,1 × 10^7 km^2
Massa 4,797 × 10^22 kg
Gemiddelde dichtheid 3,01 g/cm^3
Zwaartekracht aan oppervlak 1,32 m/s^2
Gemiddelde afstand tot het centrum van Jupiter 671.097 km
Omlooptijd 3 d 13 u 14,6 min
Hoek rotatieas
Rotatieperiode 3 d 13 h 14,6 min
Weerkaatsingsvermogen 0,64
Temperatuur aan oppervlak min. 85 K
gem. 103 K
max. 125 K
Databron: NASA