エウロパ。画像クレジット：NASAクリックして拡大
木星の月のエウロパが凍った氷の地殻の下に冷たくて塩辛い海を持っている可能性が最も高いという発見により、エウロパは太陽系の天体生物学者がさらに研究したい天体のリストに載りました。カナダのカルガリーで開催されたEarth System Processes IIカンファレンスで、アリゾナ州フェニックスにあるアリゾナ州立大学の地質学教授で地質学の教授であるRon Greeley氏が、木星とその月について知られていること、そして発見されていないものを要約して講演しました。 。
木星システムを探査した6つの宇宙船がありました。最初の2つは1970年代のパイオニア宇宙船で、木星システムによって飛行し、いくつかの簡単な観測を行いました。これらの後にボイジャーIとIIの宇宙船が続き、ガリレオ衛星の最初の詳細なビューが得られました。しかし、私たちが持っている情報のほとんどは、ガリレオミッションからのものです。より最近では、木星のそばを通り、現在運用中の土星に向かう途中で観測を行ったカッシーニ宇宙船のフライバイがありました。しかし、木星系の地質、特にガリレオ衛星（イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト）について私たちが知っているほとんどすべてのものは、ガリレオミッションからのものです。ガリレオは、私たちが今日分析している途方もない豊富な情報を提供してくれました。
4つのガリレオ衛星があります。最も内側のイオは、太陽系で火山活動が最も活発な物体です。エウロパとジュピターの間で押し引きされているため、内部の潮汐ストレスから内部エネルギーを引き出します。私たちが見る爆発的な火山活動は非常に印象的です。地表から約200キロ（124マイル）上に噴出されるプルームがあります。また、表面に噴火する溶岩流の形で噴火する火山活動も見られます。これらは非常に高温で非常に流体の流れです。イオでは、これらの流れが地表を横切って数百キロにわたって伸びているのがわかります。
すべてのガリレオ衛星は楕円軌道にあります。つまり、衛星が木星に近い場合もあれば、遠い場合もあり、近隣から押し寄せられています。これにより、Ioの場合は内部摩擦が発生し、内部が溶けて火山が「駆動」されます。同じプロセスがヨーロッパでも行われています。そして、エウロパの氷の地殻の下でケイ酸塩火山活動が起こる可能性があります。
ガニメデは太陽系で最大の衛星です。それは外側の氷のようなシェルを持っています。私たちは、珪酸塩コアとおそらく小さな内部金属コアの上に液体の氷の氷海があると思います。ガニメデは、その形成以来地質学的プロセスにさらされてきました。複雑な歴史があり、地殻変動過程が支配しています。非常に古い機能と非常に若い機能の組み合わせが見られます。古い骨折パターンを横切る、その表面に複雑な破壊パターンを見ることができます。表面はブロックに分割され、オーバーライドする、明らかに液体の内部でシフトします。また、初期の砲撃の時代にさかのぼる影響の歴史を見ています。ガニメデの地殻変動の歴史を解き明かすことは、進行中の作業です。
カリストはガリレオ衛星の最も外側にあります。それもまた、太陽系一般、特に木星系の初期の降着の歴史を反映して、衝撃砲撃を受けました。表面はあらゆるサイズのクレーターが支配しています。しかし、非常に小さな衝撃クレーターの明らかな欠如に驚きました。隣のガニメデに非常に小さな衝撃クレーターが見えます。カリストでは見かけません。私たちは、小さなクレーターを消去するいくつかのプロセスがあると思います–しかし、月の特定の領域でのみです。これは解決されていない謎です。いくつかの領域で小さなクレーターを取り除くプロセスは何ですか、あるいは、最初に何らかの理由でそこに形成されなかったのでしょうか？繰り返しますが、これは進行中の研究のトピックです。
私が主に話したいのは、ヨーロッパです。エウロパは地球の月とほぼ同じ大きさです。それは主にケイ酸塩の物体ですが、それはH 2 Oの外殻を持ち、その表面は凍結されています。ケイ酸塩の内部を覆う水の総量は、地球上のすべての水を超えています。その水の表面は凍っています。問題は、その凍った殻の下には何があるのでしょうか。底までずっと氷が固まっていますか、それとも液体の海がありますか？私たちは氷の地殻の下に液体の水があると思いますが、確かにそれを本当に知りません。私たちのアイデアはモデルに基づいており、すべてのモデルと同様に、それらはさらなる研究の対象です。
エウロパに液体の海があると私たちが考える理由は、ガリレオの磁力計によって測定されたエウロパ周辺の誘導磁場の振る舞いからです。木星は巨大な磁場を持っています。それはまた、エウロパだけでなく、ガニメデとカリストにも磁場を誘導します。誘導磁場の振る舞いは、エウロパだけでなく、ガニメデやカリストでも、海底の塩分を含む液体の海の存在と一致しています。
表面が水氷であることは知っています。さまざまな塩を含む、氷以外の成分が存在することがわかっています。そして、表面は地質学的に処理されていることを知っています。それは、繰り返し破砕、治癒、破壊されています。また、表面に衝突クレーターが比較的少ないこともわかります。これは、表面が地質学的に若いことを示しています。エウロパは今日でも地質学的に活発であるかもしれません。特に、ある領域の画像は、ひどく壊れた表面を示しています。氷のプレートがバラバラになり、新しい位置に移動しました。亀裂の間に物質がにじみ出て、その後明らかに凍結しました。これは、おそらく先に述べた潮汐加熱によって引き起こされた、湧昇物質があった場所の1つであると考えられます。
惑星科学では物事の規模を忘れがちです。しかし、これらの氷のようなブロックは巨大です。将来の探査について考えるとき、私たちは水面下に降りて、特定の重要な測定を行いたいと思います。したがって、このような地形に着陸する可能性のある宇宙船システムについて考える必要があります。これらの場所は氷の下から派生した資料を持っている可能性があるため、探査の最優先事項です。それでも、惑星探査ではよくあることですが、最も興味深い場所に行くのが最も困難です。
それで、私たちは何を知りたいですか？まず、最も基本的なのは「海の概念」です。液体の水はありますか？氷の殻は厚いですか、薄いですか？そこに海がある場合、その氷のような地殻はどれくらい厚いですか？これは、ヨーロッパで可能性のある液体海を探索することを考えるときに知っておくことが非常に重要です。表面の年齢はいくつですか？私たちは「若い」と言いますが、それは相対的な言葉にすぎません。それは数千年、数十万年、数百万年、あるいは数十億年前のものですか？モデルは、衝突クレーター頻度に基づいて、年齢のかなりの広がりを可能にします。天文学に好都合な今日の環境は何ですか？そして、過去の環境はどうでしたか？それらは同じでしたか、それとも時間とともに変化しましたか？これらの質問への回答には新しいデータが必要です。
ガリレオ衛星の探査に私たちの関心を駆り立てるもう1つのことは、彼らの地質学的歴史を理解しようとすることです。イオからヨーロッパ、ガニメデ、カリストまで、私たちが目にする多様性は、システムを駆動している潮汐エネルギーの量にある程度関係しています。最大潮汐エネルギーは、イオで非常に支配的な火山活動を推進します。一方、カリストでは潮汐エネルギーがほとんどないため、衝撃クレーターの記録は保持されます。エウロパとガニメデは、この2つの極端なケースの中間にあります。
木星の3つの氷の月（エウロパ、ガニメデ、カリスト）の総表面積は、火星の表面積よりも大きく、実際には地球の全地表面とほぼ同じです。したがって、氷のようなガリレオ衛星の探査について議論するとき、カバーする多くの地形があります。
将来の調査について、少し歴史を紹介させてください。 3年前、NASAはプロメテウスプロジェクトを設立しました。プロメテウスプロジェクトには、原子力と原子力推進力の開発が含まれます。これは、長い間真剣に検討されていなかったものです。プロメテウスプロジェクトで最初に飛行したミッションは、木星の氷の衛星オービター（JIMO）でした。目標は、木星システムのコンテキスト内で3つの氷の月を探索することでした。それは非常に野心的なプロジェクトでした。さて、今年の初めにJIMOはキャンセルされました。しかし、来年はヨーロッパの地球物理探査機の承認があるようです。その宇宙船を進行させるための最初のステップは現在検討されています。エウロパは探査にとって非常に高い優先順位であり、その優先順位を認識して、この使命は起こりそうです。
なぜ私たちはエウロパにそんなに興味があるのですか？宇宙生物学について話すとき、私たちは生命の3つの要素、つまり水、適切な化学物質、エネルギーを考慮します。彼らの存在は、人生の魔法の火花が今までに起こったことを意味するものではありませんが、それらは私たちが人生に必要と考えているものです。そして、私が概説したように、木星の3つすべての氷の月は潜在的なターゲットです。しかし、エウロパは最大の内部エネルギーを持っているように見えるため、最優先事項です。
もちろん、最初に知っておきたいのは、海があるのか、そうでないのか？
それでは、氷の地殻の3次元構成は何ですか？生物は北極の氷の割れ目や割れ目に生息できることを知っています。そのような亀裂はヨーロッパにも存在する可能性が高く、宇宙生物学にとって非常に興味深いニッチである可能性があります。
次に、有機および無機の表面組成をマッピングします。今日存在するデータから、表面が不均一であることがわかります。表面の純粋な氷だけではありません。他の場所よりも氷以外のコンポーネントが豊富であるように見えるいくつかの領域があります。そのマテリアルをマッピングしたいと思います。
また、興味深い地表の特徴をマッピングし、着陸船を含め、将来の探査で最も重要な場所を特定したいと考えています。
次に、ジュピター環境のコンテキストでヨーロッパを理解したいと思います。たとえば、ジュピターによって課せられた放射線環境は、ヨーロッパの表面化学にどのように影響しますか？
最終的には水面から降りたいと思います。水面からしかできないことがたくさんあるからです。ガリレオミッションの膨大なデータがあり、ヨーロッパミッションの可能性がさらにあることを期待していますが、それはリモートセンシングデータです。次に、重要なグラウンドトゥルース測定を行うことができる着陸船を地表に乗せて、リモートセンシングデータをコンテキストに配置します。したがって、科学コミュニティ内では、ヨーロッパとジュピターシステムへの次のミッションは、ある種の着陸したパッケージを持つべきであると感じています。しかし、これが実際に発生するかどうかにかかわらず、ご期待ください。
元のソース：NASA宇宙生物学
