छवि क्रेडिट: नासा
सबूत बढ़ रहे हैं कि बृहस्पति के चंद्रमाओं में से एक यूरोपा में बर्फ की चादर से ढके पानी का एक महासागर है। वैज्ञानिक अब अनुमान लगा रहे हैं कि चंद्रमा की सतह पर 65 प्रभाव वाले क्रेटर के आकार और गहराई को मापकर वह बर्फ कितनी मोटी है - जो वे बता सकते हैं, वह 19 किमी है। यूरोपा की बर्फ की मोटाई का वहां जीवन खोजने की संभावना पर असर पड़ेगा: बहुत मोटी और सूरज की रोशनी प्रकाश संश्लेषक जीवों तक पहुंचने में परेशानी होगी।
बृहस्पति के बड़े बर्फीले उपग्रहों पर प्रभाव क्रेटर का विस्तृत मानचित्रण और माप, 23 मई, 2002 में नेचर पत्रिका के अंक में बताया गया है कि यूरोपा का तैरता हुआ बर्फ का खोल कम से कम 19 किलोमीटर मोटा हो सकता है। ह्यूस्टन के लूनर एंड प्लैनेटरी इंस्टीट्यूट में स्टाफ साइंटिस्ट और जियोलॉजिस्ट डॉ. पॉल शेंक द्वारा किए गए इन मापों से संकेत मिलता है कि वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को जमे हुए दुनिया पर एक गर्म इंटीरियर के साथ जीवन की खोज के नए और चतुर साधन विकसित करने होंगे।
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गैलीलियो के भूगर्भिक और भूभौतिकीय साक्ष्य इस विचार का समर्थन करते हैं कि यूरोपा की बर्फीली सतह के नीचे एक तरल जल महासागर मौजूद है। अब बहस इस बात पर केंद्रित है कि यह बर्फीला खोल कितना मोटा है। एक महासागर केवल कुछ किलोमीटर मोटी बर्फ के पतले गोले के माध्यम से पिघल सकता है जो पानी और उसमें तैरने वाली किसी भी चीज़ को सूर्य के प्रकाश (और विकिरण) में उजागर कर सकता है। एक पतली बर्फ का खोल पिघल सकता है, समुद्र को सतह पर उजागर कर सकता है, और प्रकाश संश्लेषक जीवों को सूर्य के प्रकाश तक आसान पहुंच प्रदान कर सकता है। दसियों किलोमीटर मोटे बर्फ के गोले के पिघलने की संभावना बहुत कम होगी।
यूरोपा के बर्फीले खोल की मोटाई क्यों महत्वपूर्ण है?
मोटाई एक अप्रत्यक्ष उपाय है कि यूरोपा कितना ज्वारीय ताप प्राप्त कर रहा है। यूरोपा पर कितना तरल पानी है और क्या यूरोपा के समुद्री तल पर ज्वालामुखी है, इसका अनुमान लगाने के लिए ज्वारीय तापन महत्वपूर्ण है, लेकिन इसे प्राप्त किया जाना चाहिए; इसे मापा नहीं जा सकता। 19 किलोमीटर की मोटाई का नया अनुमान ज्वारीय तापन के लिए कुछ मॉडलों के अनुरूप है, लेकिन इसके लिए बहुत अतिरिक्त अध्ययन की आवश्यकता है।
मोटाई महत्वपूर्ण है क्योंकि यह नियंत्रित करती है कि यूरोपा के महासागर में जैविक रूप से महत्वपूर्ण सामग्री कैसे और कहाँ सतह पर जा सकती है, या वापस समुद्र में जा सकती है। सूर्य का प्रकाश कुछ मीटर से अधिक बर्फीले खोल में प्रवेश नहीं कर सकता है, इसलिए प्रकाश संश्लेषक जीवों को जीवित रहने के लिए यूरोपा की सतह तक आसान पहुंच की आवश्यकता होती है। इस विषय पर बाद में।
मोटाई अंततः यह भी निर्धारित करेगी कि हम यूरोपा के महासागर का पता कैसे लगा सकते हैं और यूरोपा पर किसी भी जीवन या कार्बनिक रसायन विज्ञान के साक्ष्य की खोज कर सकते हैं। हम इतनी मोटी परत के माध्यम से सीधे समुद्र को ड्रिल या नमूना नहीं कर सकते हैं और सतह पर उजागर होने वाली समुद्री सामग्री की खोज के लिए चतुर तरीके विकसित करना चाहिए।
हम यूरोपा के बर्फ के खोल की मोटाई का अनुमान कैसे लगाते हैं?
यूरोपा के बड़े बर्फीले गैलीलियन उपग्रहों पर प्रभाव क्रेटर का यह अध्ययन यूरोपा पर प्रभाव क्रेटर की स्थलाकृति और आकारिकी की तुलना उसकी बहन बर्फीले उपग्रहों गेनीमेड और कैलिस्टो पर आधारित है। 240 से अधिक क्रेटर, उनमें से 65 यूरोपा पर, नासा के वोयाजर और गैलीलियो अंतरिक्ष यान से प्राप्त छवियों के स्टीरियो और स्थलाकृतिक विश्लेषण का उपयोग करके डॉ। शेंक द्वारा मापा गया है। गैलीलियो वर्तमान में बृहस्पति की परिक्रमा कर रहा है और 2003 के अंत में बृहस्पति में अपनी अंतिम डुबकी की ओर बढ़ रहा है। हालांकि माना जाता है कि गैनीमेड और कैलिस्टो दोनों के अंदर तरल जल महासागर हैं, वे भी गहरे (लगभग 100-200 किलोमीटर) होने का अनुमान लगाते हैं। इसका मतलब यह है कि अधिकांश क्रेटर महासागरों से अप्रभावित रहेंगे और यूरोपा के साथ तुलना के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां समुद्र की गहराई अनिश्चित है लेकिन बहुत अधिक उथली होने की संभावना है।
यूरोपा के बर्फ के खोल की मोटाई का अनुमान दो प्रमुख अवलोकनों पर आधारित है। पहला यह है कि यूरोपा के बड़े क्रेटर के आकार गैनीमेड और कैलिस्टो पर समान आकार के क्रेटर से काफी भिन्न होते हैं। डॉ शेंक के माप से पता चलता है कि 8 किलोमीटर बड़े क्रेटर गैनीमेड या कैलिस्टो से मौलिक रूप से भिन्न हैं। यह बर्फ के खोल के निचले हिस्से की गर्मी के कारण होता है। बर्फ की ताकत तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील होती है और गर्म बर्फ नरम होती है और तेजी से बहती है (ग्लेशियर सोचें)।
दूसरा अवलोकन यह है कि यूरोपा पर क्रेटर की आकृति विज्ञान और आकार नाटकीय रूप से बदलते हैं क्योंकि क्रेटर व्यास ~ 30 किलोमीटर से अधिक है। 30 किलोमीटर से छोटे क्रेटर कई सौ मीटर गहरे होते हैं और इनमें पहचानने योग्य रिम और केंद्रीय उत्थान होते हैं (ये प्रभाव क्रेटर की मानक विशेषताएं हैं)। Pwyll, 27 किलोमीटर की दूरी पर एक गड्ढा, इन गड्ढों में से सबसे बड़ा है।
दूसरी ओर, यूरोपा पर 30 किलोमीटर से अधिक बड़े क्रेटर, कोई रिम या उत्थान नहीं है और नगण्य स्थलाकृतिक अभिव्यक्ति है। बल्कि वे संकेंद्रित कुंडों और लकीरों के सेट से घिरे हुए हैं। आकारिकी और स्थलाकृति में ये परिवर्तन यूरोपा की बर्फीली परत के गुणों में एक मौलिक परिवर्तन का संकेत देते हैं। सबसे तार्किक परिवर्तन ठोस से तरल में होता है। बड़े यूरोपियन क्रेटर में संकेंद्रित वलय संभवत: क्रेटर फ्लोर के थोक पतन के कारण हैं। जैसे ही मूल रूप से गहरा गड्ढा छेद ढह जाता है, बर्फीली परत के नीचे की सामग्री शून्य को भरने के लिए दौड़ती है। यह आक्रामक सामग्री ऊपर की परत पर खींचती है, इसे तोड़ती है और देखे गए संकेंद्रित छल्ले बनाती है।
19 से 25 किलोमीटर का मान कहाँ से आता है?
बड़े प्रभाव वाले क्रेटर ग्रह की पपड़ी में अधिक गहराई से प्रवेश करते हैं और उन गहराई में गुणों के प्रति संवेदनशील होते हैं। यूरोपा कोई अपवाद नहीं है। कुंजी आकारिकी और आकार में ~ 30 किलोमीटर क्रेटर व्यास में आमूल-चूल परिवर्तन है। इसका उपयोग करने के लिए, हमें यह अनुमान लगाना चाहिए कि मूल गड्ढा कितना बड़ा था और प्रभाव क्रेटर के अंतिम आकार को प्रभावित करने से पहले एक तरल परत कितनी उथली होनी चाहिए। यह संख्यात्मक गणना और प्रयोगशाला प्रयोगों से प्रभाव यांत्रिकी में प्राप्त होता है। यह गड्ढा ढहने वाला मॉडल? इसके बाद देखे गए संक्रमण व्यास को परत के लिए मोटाई में बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। इसलिए, 30 किलोमीटर चौड़े क्रेटर 19-25 किलोमीटर गहरी परतों का पता लगा रहे हैं या उनका पता लगा रहे हैं।
यूरोपा के बर्फ के खोल की मोटाई के ये अनुमान कितने निश्चित हैं?
इन तकनीकों का उपयोग करके सटीक मोटाई में कुछ अनिश्चितता है। यह ज्यादातर प्रभाव क्रेटरिंग यांत्रिकी के विवरण में अनिश्चितताओं के कारण होता है, जिन्हें प्रयोगशाला में दोहराना बहुत मुश्किल होता है। अनिश्चितताएं शायद केवल 10 और 20% के बीच हैं, इसलिए हम यथोचित रूप से सुनिश्चित हो सकते हैं कि यूरोपा का बर्फ का खोल कुछ किलोमीटर मोटा नहीं है।
क्या बर्फ का खोल अतीत में पतला हो सकता था?
क्रेटर स्थलाकृति में सबूत हैं कि गैनीमेड पर बर्फ की मोटाई समय के साथ बदल गई है, और यूरोपा के लिए भी यही सच हो सकता है। 19 से 25 किलोमीटर की बर्फ के खोल की मोटाई का अनुमान उस बर्फीली सतह के लिए प्रासंगिक है जिसे अब हम यूरोपा पर देखते हैं। यह सतह 30 से 50 मिलियन वर्ष या उससे भी अधिक अनुमानित की गई है। इससे पुराने अधिकांश सतही पदार्थ विवर्तनवाद और पुनर्जीवन द्वारा नष्ट कर दिए गए हैं। यह पुरानी बर्फीली परत आज की परत से पतली हो सकती थी, लेकिन वर्तमान में हमारे पास जानने का कोई तरीका नहीं है।
क्या यूरोपा पर बर्फ के गोले में अब पतले धब्बे हो सकते हैं?
डॉ. शेंक ने जिन प्रभाव क्रेटरों का अध्ययन किया, वे यूरोपा की सतह पर बिखरे हुए थे। इससे पता चलता है कि बर्फ का खोल हर जगह मोटा है। ऐसे स्थानीय क्षेत्र हो सकते हैं जहां उच्च ताप प्रवाह के कारण शेल पतला हो। लेकिन खोल के आधार पर बर्फ बहुत गर्म होती है और जैसा कि हम यहां पृथ्वी पर ग्लेशियरों में देखते हैं, गर्म बर्फ काफी तेजी से बहती है। नतीजतन, कोई छेद? यूरोपा के बर्फ के खोल में बहने वाली बर्फ जल्दी से भर जाएगी।
क्या बर्फ के मोटे गोले का मतलब यूरोपा पर जीवन नहीं है?
नहीं! यह देखते हुए कि हम यूरोपा के अंदर जीवन की उत्पत्ति और परिस्थितियों के बारे में कितना कम जानते हैं, जीवन अभी भी प्रशंसनीय है। बर्फ के नीचे पानी की संभावित उपस्थिति प्रमुख अवयवों में से एक है। एक मोटी बर्फ का खोल यूरोपा पर प्रकाश संश्लेषण की अत्यधिक संभावना नहीं रखता है। जीवों की सतह पर तेजी से या आसान पहुंच नहीं होगी। यदि यूरोपा के भीतर के जीव सूर्य के प्रकाश के बिना जीवित रह सकते हैं, तो खोल की मोटाई केवल गौण महत्व की है। आखिरकार, रासायनिक ऊर्जा पर जीवित रहते हुए, जीव सूर्य के प्रकाश के बिना पृथ्वी के महासागरों के तल पर काफी अच्छा करते हैं। यह यूरोपा पर सच हो सकता है यदि जीवित जीवों के लिए इस वातावरण में पहली जगह में पैदा होना संभव है।
तब भी, यूरोपा का बर्फ का खोल सुदूर अतीत में बहुत पतला हो सकता था, या शायद यह किसी बिंदु पर मौजूद नहीं था और महासागर अंतरिक्ष में नग्न हो गया था। यदि यह सच होता, तो रसायन और समय के आधार पर विभिन्न प्रकार के जीव विकसित हो सकते थे। यदि समुद्र जमना शुरू हो जाता है, तो जीवित जीव तब विकसित हो सकते हैं, जो भी वातावरण उन्हें जीवित रहने की अनुमति देता है, जैसे कि समुद्र तल पर ज्वालामुखी (यदि ज्वालामुखी बिल्कुल बनते हैं)।
क्या हम यूरोपा पर जीवन के लिए खोज कर सकते हैं यदि बर्फ का खोल मोटा है?
यदि क्रस्ट वास्तव में इतना मोटा है, तो टेथर्ड रोबोट के साथ बर्फ के माध्यम से ड्रिलिंग या पिघलना अव्यावहारिक होगा! फिर भी, हम अन्य स्थानों पर कार्बनिक महासागर रसायन या जीवन की खोज कर सकते हैं। हमारे लिए चुनौती यह होगी कि हम यूरोपा की खोज के लिए एक चतुर रणनीति तैयार करें जो कि जो कुछ भी है उसे दूषित नहीं करती है फिर भी उसे ढूंढती है। एक मोटी बर्फ के खोल की संभावना संभावित साइटों की संख्या को सीमित करती है जहां हमें उजागर समुद्री सामग्री मिल सकती है। सबसे अधिक संभावना है, महासागर सामग्री को छोटे बुलबुले या जेब के रूप में या बर्फ के भीतर परतों के रूप में एम्बेड करना होगा जो अन्य भूगर्भीय साधनों द्वारा सतह पर लाए गए हैं। तीन भूगर्भिक प्रक्रियाएं ऐसा कर सकती हैं:
1. प्रभाव क्रेटर गहराई से क्रस्टल सामग्री की खुदाई करते हैं और इसे सतह पर बाहर निकालते हैं, जहां हम इसे उठा सकते हैं (50 साल पहले हम एरिज़ोना में उल्का क्रेटर के किनारों पर लोहे के उल्कापिंड के टुकड़े उठा सकते थे, लेकिन अधिकांश अब तक पाए गए हैं ) दुर्भाग्य से, यूरोपा, टायर पर सबसे बड़ा ज्ञात क्रेटर, केवल 3 किलोमीटर गहरे से खुदाई की गई सामग्री, समुद्र के पास जाने के लिए पर्याप्त गहरी नहीं है (ज्यामिति और यांत्रिकी के कारण, क्रेटर क्रेटर के ऊपरी भाग से खुदाई करते हैं, निचला नहीं)। यदि समुद्री सामग्री की एक जेब या परत उथली गहराई पर क्रस्ट में जमी हुई थी, तो इसका नमूना एक प्रभाव क्रेटर द्वारा लिया जा सकता है। दरअसल, टायर के फर्श का रंग मूल क्रस्ट की तुलना में थोड़ा अधिक नारंगी है। हालाँकि, यूरोपा का लगभग आधा हिस्सा गैलीलियो द्वारा अच्छी तरह से देखा गया था, इसलिए खराब दिखाई देने वाली तरफ एक बड़ा गड्ढा मौजूद हो सकता है। हमें पता लगाने के लिए वापस जाना होगा।
2. इस बात के पुख्ता सबूत हैं कि यूरोपा का बर्फीला खोल कुछ अस्थिर है और संवहन कर रहा है (या है)। इसका मतलब यह है कि गहरे क्रस्टल सामग्री की बूँदें सतह की ओर ऊपर की ओर उठती हैं जहाँ वे कभी-कभी कई किलोमीटर चौड़े गुंबदों के रूप में सामने आती हैं (लगता है कि लावा लैंप, सिवाय इसके कि बूँदें सिली पुट्टी जैसी नरम ठोस सामग्री हैं)। निचली परत के भीतर निहित कोई भी समुद्री सामग्री तब सतह के संपर्क में आ सकती है। इस प्रक्रिया में हजारों साल लग सकते हैं, और बृहस्पति के घातक विकिरण के संपर्क में कम से कम कहने के लिए अनुकूल नहीं होगा! लेकिन कम से कम हम जांच कर सकते हैं और नमूना ले सकते हैं कि क्या पीछे रह गया है।
3. यूरोपा की सतह के विस्तृत क्षेत्रों का पुनर्जीवन जहां बर्फीला खोल सचमुच फट गया है और अलग हो गया है। ये क्षेत्र खाली नहीं हैं बल्कि नीचे से नई सामग्री से भरे गए हैं। ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि ये क्षेत्र समुद्री सामग्री से भरे हुए हैं, बल्कि क्रस्ट के नीचे से नरम गर्म बर्फ से भरे हुए हैं। इसके बावजूद यह बहुत संभव है कि इस नई क्रस्टल सामग्री के भीतर समुद्री सामग्री पाई जा सकती है।
यूरोपा की सतह और इतिहास के बारे में हमारी समझ अभी भी बहुत सीमित है। अज्ञात प्रक्रियाएं हो सकती हैं जो समुद्र की सामग्री को सतह पर लाती हैं, लेकिन केवल यूरोपा में वापसी ही बताएगी।
यूरोपा के लिए आगे क्या?
हाल ही में प्रस्तावित यूरोपा ऑर्बिटर को लागत में वृद्धि के कारण रद्द करने के साथ, यूरोपा के महासागर की खोज के लिए हमारी रणनीति की पुन: जांच करने का यह एक अच्छा समय है। इस तरह के गहरे क्रस्ट में टेथर्ड पनडुब्बियां और गहरी ड्रिलिंग जांच अव्यवहारिक हैं, लेकिन फिर भी सतह लैंडर बहुत महत्वपूर्ण हो सकते हैं। इससे पहले कि हम सतह पर एक लैंडर भेजें, हमें एक टोही मिशन भेजना चाहिए, या तो बृहस्पति या यूरोपा कक्षा में, समुद्री सामग्री के जोखिम और क्रस्ट में पतले धब्बे की खोज करने के लिए, और सर्वोत्तम लैंडिंग साइटों को स्काउट करने के लिए। ऐसा मिशन खनिज पहचान के लिए अत्यधिक उन्नत अवरक्त मानचित्रण क्षमताओं का उपयोग करेगा (आखिरकार, गैलीलियो उपकरण लगभग 25 वर्ष पुराने हैं)। स्थलाकृतिक मानचित्रण के लिए स्टीरियो और लेजर उपकरणों का उपयोग किया जाएगा। गुरुत्वाकर्षण अध्ययन के साथ, इन आंकड़ों का उपयोग बर्फीले क्रस्ट के अपेक्षाकृत पतले क्षेत्रों की खोज के लिए किया जा सकता है। अंत में, गैलीलियो ने प्रभाव क्रेटर सहित मानचित्रण के लिए पर्याप्त प्रस्तावों पर यूरोपा के आधे से भी कम का अवलोकन किया। उदाहरण के लिए, इस खराब देखे गए गोलार्ध पर क्रेटर संकेत कर सकते हैं कि क्या यूरोपा का बर्फ का खोल अतीत में पतला था।
यूरोप के लिए एक लैंडर?
सिस्मोमीटर वाला एक लैंडर बृहस्पति और आयो द्वारा लगाए गए दैनिक ज्वारीय बलों द्वारा उत्पन्न यूरोपा-भूकंपों को सुन सकता है। भूकंपीय तरंगों का उपयोग बर्फ के खोल के नीचे की गहराई और संभवतः समुद्र के तल तक की गहराई को सटीक रूप से मैप करने के लिए किया जा सकता है। ऑनबोर्ड रासायनिक विश्लेषक तब कार्बनिक अणुओं या अन्य जैविक ट्रेसर की खोज करेंगे और संभावित रूप से महासागर रसायन शास्त्र का निर्धारण करेंगे, जो यूरोपा की संभावनाओं के मूलभूत संकेतकों में से एक है? ग्रह। इस तरह के लैंडर को सतह पर विकिरण क्षति के क्षेत्र से गुजरने के लिए संभवतः कई मीटर ड्रिल करने की आवश्यकता होगी। इन मिशनों के जारी होने के बाद ही हम इस ग्रह के आकार के चंद्रमा की खोज शुरू कर सकते हैं। मोंटी पायथन को पैराफ्रेश करने के लिए,?यह अभी तक मरा नहीं है!?
मूल स्रोत: यूएसआरए समाचार विज्ञप्ति