كيف تحدد سمك المحيط الذي لا يمكنك رؤيته ، ناهيك عن معرفة مدى ملحيته؟ يُعتقد أن يوروبا ، الساتل السادس من المشتري ، لديه محيط من الماء السائل تحت سطحه الجليدي. نحن نعرف ذلك بسبب سطحه الخالي بشكل ملحوظ والطريقة التي يتفاعل بها مجاله المغناطيسي مع مجال المشتري. النتائج الجديدة التي تأخذ في الاعتبار تفاعل يوروبا مع البلازما المحيطة بالمشتري - بالإضافة إلى المجال المغناطيسي - تعطينا صورة أفضل عن سمك وتكوين المحيط. سيساعد هذا المستكشفين الآليين المستقبليين في معرفة مدى عمق نفقهم للوصول إلى المحيطات تحتها.
"نعلم من قياسات الجاذبية التي أجراها جاليليو أن يوروبا هي جسم مختلف. تتميز أكثر النماذج المعقولة من الجزء الداخلي ليوروبا بطبقة جليد H2O بسماكة 80-170 كم. ومع ذلك ، فإن قياسات الجاذبية لا تخبرنا شيئًا عن حالة هذه الطبقة (صلبة أو سائلة) "، قال الدكتور نيكو شيلينغ من معهد Feopr Geophysik und Meteorologie في Köln ، ألمانيا.
تعتبر المياه في محيط أوروبا - تمامًا مثل المياه الموجودة في محيطنا - موصلًا جيدًا للكهرباء. عندما يمر موصل عبر مجال مغناطيسي ، يتم إنتاج الكهرباء ، ويكون لهذه الكهرباء تأثير على المجال المغناطيسي نفسه. إنه مثل ما يحدث داخل مولد كهربائي. تسمى هذه العملية بالحث الكهرومغناطيسي ، وتعطي شدة الحث الكثير من المعلومات حول المواد المتضمنة في العملية.
لكن أوروبا لا تتفاعل فقط مع المجال المغناطيسي القادم من المشتري ، كما أن لها تفاعلات كهرومغناطيسية مع البلازما المحيطة بالمشتري ، والتي تسمى بلازما الغلاف المغناطيسي. يحدث نفس الشيء على الأرض بطريقة مألوفة جدًا: للأرض غلاف مغناطيسي ، وعندما تتفاعل البلازما القادمة من الشمس مع الغلاف المغناطيسي لدينا نرى ظاهرة Aurora Borealis الجميلة.
هذه العملية ، التي تحدث بشكل متقطع عندما يدور يوروبا حول المشتري ، لها تأثير على مجال الحث للمحيط تحت سطح القمر. من خلال الجمع بين هذه القياسات والقياسات السابقة للتفاعل بين يوروبا والمجال المغناطيسي للمشتري ، تمكن الباحثون من الحصول على صورة أفضل لمدى سمك ومحيط موصلة يوروبا. تم نشر نتائجهم في ورقة بعنوان ، التفاعل المتغير بمرور الوقت بين يوروبا والغلاف المغناطيسي لجوفيان: قيود على موصلية المحيط الجوفي ليوروبا، والتي تظهر في طبعة أغسطس من المجلة ايكاروس.
قارن الباحثون نماذجهم من الحث الكهرومغناطيسي ليوروبا بنتائج قياسات المجال المغناطيسي لغاليليو ، ووجدوا أن التوصيل الكلي للمحيط كان حوالي 50.000 سيمنز (مقياس الموصلية الكهربائية). هذا أعلى بكثير من النتائج السابقة ، التي وضعت الموصلية عند 15000 Siemens.
اعتمادًا على تكوين المحيط ، على الرغم من ذلك ، يمكن أن يكون السمك بين 25 و 100 كم ، وهو أيضًا أكثر سمكًا من الحد الأدنى المقدر سابقًا وهو 5 كم. كلما كان المحيط أقل توصيلًا ، كان يجب أن تكون أكثر سمكا لحساب الموصلية المقاسة ، وهذا يعتمد على كمية ونوع الملح الموجود في المحيط ، والذي لا يزال غير معروف.
من المهم مراعاة التفاعلات مع بلازما الغلاف المغناطيسي عند دراسة تكوين الكواكب والأقمار.
قال د. شيلينغ: "يؤثر تفاعل البلازما على قياسات المجال المغناطيسي ، ولكن ليس على سبيل المثال قياسات الجاذبية. لذلك في كل حالة في نظام المشتري ، حيث تم استخدام قياسات المجال المغناطيسي للحصول على بعض المعلومات من الأجزاء الداخلية للأقمار ، يجب مراعاة تفاعل البلازما. كمثال على سبيل المثال Io ، حيث اقترح الطيارون الأولون أن Io قد يكون لديه حقل دينامو داخلي. اتضح أن اضطراب المجال المغناطيسي المقاس لم يكن مجالًا داخليًا ولكن تم إنشاؤه بواسطة تفاعل البلازما ".
على الرغم من ذلك ، لم يكن يوروبا وآيو المكان الوحيد الذي يمكن أن تخبرنا فيه المجالات المغناطيسية وتفاعلات البلازما عن طبيعة باطن الكوكب ؛ تم استخدام هذه الطريقة نفسها أيضًا للكشف عن السخانات من إنسيلادوس ، أحد أقمار زحل.
قال دكتور شيلينغ: "أول تلميحات لمنطقة قطبية جنوبية نشطة جاءت من قياسات المجال المغناطيسي ومحاكاة تفاعل البلازما قبل أن ترى كاسيني بالفعل السخانات".
مع اكتشاف أنظمة بيئية كاملة في قاع المحيطات هنا على الأرض - النظم البيئية معزولة تمامًا عن ضوء الشمس - يمنح اكتشاف المحيطات في أوروبا العلماء الأمل في إمكانية وجود حياة هناك. وهذا الاكتشاف الجديد يساعد الباحثين على فهم نوع المحيط الذي يمكن أن يتعاملوا معه.
الآن ، علينا فقط أن ننزل عبر قشرة الجليد ونبحث عن أنفسنا.
المصدر: ايكاروس
