Dunia Samudra dan Satelit Es

Bulan-bulan dengan samudra global berisi air cair yang tersembunyi di bawah cangkang es, termasuk di antara tempat-tempat paling menjanjikan untuk mencari kehidupan di luar Bumi.

Definition

Dunia samudra adalah bulan-bulan es dan benda-benda lain yang mempertahankan lapisan air cair di bawah permukaan beku mereka, yang dipertahankan oleh pemanasan internal atau pasang surut.

Scope

Topik ini mencakup satelit es yang memiliki atau mungkin memiliki samudra air cair di bawah permukaan, termasuk Europa, Ganymede, Callisto, Enceladus, dan Titan, ditambah kandidat dunia samudra lainnya. Topik ini membahas bukti keberadaan samudra-samudra ini dari medan magnet terinduksi, gravitasi dan topografi, librasi, dan semburan yang meletus; peran pemanasan pasang surut dan zat antibeku dalam menjaga air tetap cair; geologi cangkang es; dan potensi astrobiologi samudra yang bersentuhan dengan batuan.

Core questions

• Bagaimana bulan-bulan es menjaga samudra air cair di bawah cangkang beku mereka?
• Bukti apa saja yang mengungkapkan samudra tersembunyi di dalam sebuah bulan?
• Apakah samudra-samudra ini bersentuhan dengan batuan, menyediakan kimia yang dapat mendukung kehidupan?
• Seberapa tebal dan dinamis cangkang es di atasnya?

Key theories

Samudra bawah permukaan yang dipanaskan secara pasang surut

Pembengkokan gravitasi periodik bulan-bulan dalam orbit eksentrik menghilangkan panas yang, bersama dengan zat antibeku terlarut, dapat menjaga samudra air cair global di bawah cangkang es yang mengisolasi.

Deteksi samudra dengan medan magnet terinduksi

Samudra asin yang menghantarkan listrik merespons perubahan lingkungan magnetik bulan dengan menghasilkan medan terinduksi, yang dideteksi oleh magnetometer pesawat ruang angkasa di Europa dan Callisto.

Semburan aktif dari reservoir bawah permukaan

Semburan uap air dan butiran es yang meletus dari kutub selatan Enceladus secara langsung mengambil sampel reservoir cairan bawah permukaan, mengungkapkan garam dan organik.

Mechanisms

Pembengkokan pasang surut dan sisa panas radiogenik menghangatkan bagian dalam bulan-bulan es, sementara garam terlarut dan amonia menurunkan titik beku, mempertahankan air cair di bawah cangkang es yang mengisolasi. Samudra menunjukkan keberadaannya melalui medan magnet terinduksi, gravitasi dan librasi anomali, tektonik permukaan, dan, di Enceladus, semburan yang meletus yang membawa material interior ke luar angkasa.

Clinical relevance

Samudra bawah permukaan yang bersentuhan dengan interior berbatu menawarkan air cair, energi kimia, dan molekul organik, menjadikan bulan-bulan es sebagai target utama dalam pencarian lingkungan yang dapat dihuni dan kehidupan di luar Bumi.

History

Voyager mengisyaratkan bulan-bulan muda yang permukaannya dilapisi es, dan magnetometer misi Galileo memberikan bukti kuat keberadaan samudra di dalam Europa dan Callisto pada akhir 1990-an. Penemuan Cassini pada tahun 2005 tentang semburan aktif di Enceladus dan studinya tentang siklus metana Titan dan samudra bawah permukaannya menjadikan dunia samudra sebagai tema sentral, memotivasi misi-misi khusus seperti Europa Clipper.

Debates

Kelayakan huni dan ketebalan cangkang es Europa

Seberapa tebal cangkang es Europa dan seberapa mudah samudra-nya bertukar material dengan permukaan, keduanya krusial untuk kelayakan huni dan eksplorasi, masih belum pasti.

Key figures

• Margaret Kivelson
• Carolyn Porco
• Francis Nimmo
• Robert Pappalardo

Seminal works

• khurana1998
• porco2006
• nimmopappalardo2016

Frequently asked questions

Bulan mana saja yang diperkirakan memiliki samudra?

Kasus kuat ada untuk Europa, Ganymede, dan Callisto di Jupiter, serta Enceladus dan Titan di Saturnus, dengan beberapa benda es lainnya sebagai kandidat lebih lanjut.

Bagaimana sebuah bulan dapat memiliki air cair begitu jauh dari Matahari?

Panas dari pembengkokan pasang surut dan dari peluruhan radioaktif, dikombinasikan dengan garam yang menurunkan titik beku air, dapat menjaga samudra tetap cair di bawah cangkang es yang mengisolasi bahkan di Tata Surya luar yang dingin.