La surface glacée d'Europe est illustrée strewn avec les fissures, les crêtes et les "chaotique relief," où la surface a été perturbée et blocs de glace ont été déplacés. Nouveau spectacle expériences de laboratoire que l'eau de glace et de dioxyde de soufre congelé réagissent même aux températures glaciales d'Europe.
Crédit : La NASA/JPL/Université de l'Arizona
«Lorsque les gens parlent de chimie sur Europa, ils généralement parlent des réactions qui sont pilotées par rayonnement,» dit Goddard scientifique Mark Loeffler, le premier auteur sur le papier publié le 2 octobre dans Geophysical Research Letters. C'est parce que la température de la lune plane autour de 86 à 130 Kelvin, ou environ-304 ºF à-225 ° f.Dans ce froid extrême, réactions chimiques plus exigent une infusion de l'énergie du rayonnement ou de la lumière.Sur Europa, l'énergie provient de particules de ceintures de radiation de Jupiter.Parce que la plupart de ces particules pénétrer justes fractions de pouce dans la surface, modèles de chimie d'Europa généralement arrêtent pas là.
«Une fois que vous obtenez sous la surface d'Europa, c'est froid et solides, et vous ne normalement attendez les choses se passer très rapidement dans ces conditions,"explique co-auteur Reggie Hudson, le chef de laboratoire associé de Goddard laboratoire Astrochimie.
«Mais avec la chimie nous décrire,» ajoute Loeffler, ", vous pourriez avoir glace 10 ou 100 mètres [pieds environ 33 ou 330] épais, et si elle a mélangés dans le dioxyde de soufre, vous allez avoir une réaction.
«C'est un résultat très important pour la compréhension de la chimie et de la géologie de la croute glaciale d'Europa,» dit Robert E. Johnson, qui est un expert en chimie induite par rayonnement sur les planètes et le John Lloyd Newcomb professeur de génie physique à l'Université de Virginie à Charlottesville.
Partir d'observations à distance, les astronomes savent que le soufre est présent dans la glace d'Europa. Soufre originaire de volcans de lune de Jupiter d'e/S, puis devient ionisé et est transportée à l'Europe, où il obtient intégré dans la glace. Soufre supplémentaire peut provenir de l'océan qui a pensé à se trouvent sous la surface d'Europa. «Toutefois, "dit Johnson," le sort de l'implantés ou toute soufre sous-sol n'est pas compris et dépend de la géologie et la chimie dans les croûtes de glace.
Dans les expériences que simuler les conditions sur Europa, Loeffler et Hudson pulvérisé gaz de vapeur d'eau et de dioxyde de soufre sur les miroirs moyennes sur le trimestre dans une chambre haute-vide. Car les miroirs ont séjourné à environ 50 à 100 Kelvin (environ-369 à-279 ° F), les gaz immédiatement condensée comme la glace. Comme la réaction a procédé, les chercheurs ont utilisé spectroscopie infrarouge pour regarder la diminution de la concentration de dioxyde de soufre et de l'eau et l'augmentation de la concentration des ions positifs et négatifs générées.
Malgré le froid extrême, les molécules a rapidement réagirent dans leurs formulaires glacées. «À 130 Kelvin [environ-225 ºF], qui représente la fin chaleureuse des températures attendus sur Europa, cette réaction est essentiellement instantanée, affirme Loeffler. «À 100 Kelvin, vous pouvez saturer la réaction après une demi-journée à une journée. Si cela ne paraître rapide, n'oubliez pas que sur des délais géologique — milliards d'années — une journée est plus rapide que le clin de œil.»
Pour tester la réaction, les chercheurs ont ajouté congelé de dioxyde de carbone, aka de glace carbonique, qui se trouve généralement sur les organes glacial, y compris de Europa. "Si le dioxyde de carbone congelé avait bloqué la réaction, nous ne serions presque aussi intéressés,"explique Hudson,"car, puis la réaction ne serait probablement être pertinente à la chimie d'Europa.Il serait une curiosité de laboratoire. Mais la réaction a continué, qui veut dire qu'il pourrait être important sur Europa ainsi Ganymède et Callisto, deux plus des lunes de Jupiter et d'autres endroits où l'eau et de dioxyde de soufre sont présents.
La réaction converti un quart à près d'un tiers du dioxyde de soufre dans le produit.«C'est une façon inattendue haut rendement pour cette réaction chimique,» dit Loeffler.«Nous aurait été heureux avec cinq pour cent.»Plus important encore, les ions positifs et négatifs produites réagira avec d'autres molécules.Cela pourrait entraîner certains chimie fascinants, surtout parce que bisulfite (HSO3–), un type d'ion de soufre et certains autres produits de cette réaction sont réfractaires — stable suffisante pour tenir pendant un certain temps.
Robert Carlson, qui est un chercheur senior à Jet Propulsion Laboratory la NASA de Pasadena, en Californie et collabore avec les deux chercheurs, note que les indicateurs antérieures de l'eau et de dioxyde de soufre réagir comme solides trouvées mais pas expliqué."Les résultats Loeffler et Hudson montrent que les réactions acid–base vraiment intéressant vont", dit-il.«Je suis inquiet de voir ce qui peut se produire lorsque des autres espèces sont ajoutés et comment les mineures concentrations de dioxyde de soufre sur les surfaces de satellite affectent la chimie générale.»
Le test ultime des expériences de laboratoire seront si la preuve de tout produit de réaction se trouvent dans les données recueillies lors des observations à distance ou de vos prochaines visites sur Europa.Johnson convient que si le sous-sol de dioxyde de soufre sur Europa "réagit pour former des espèces réfractaires, comme l'indiquent [les chercheurs], puis l'image change complètement.Cela non seulement auront une incidence sur notre compréhension d'Europe mais affectera également les modèles utilisés pour développer des instruments pour la mission Jupiter–Europa Orbiter proposée.»
Contacts et sources :
No comments:
Post a Comment