De raadselachtige kenmerken van ijzige manen kunnen te wijten zijn aan zout ijs

[univers]

De Galileo ruimtesonde maakte deze samengestelde opname van Jupiters oceaanmaan Europa. Deze afbeelding is een combinatie van afbeeldingen uit 1995 en 1998. Een recente studie suggereert dat nieuw ontdekte vormen van zoute ijshydraten enkele ongebruikelijke oppervlaktekenmerken op ijzige manen kunnen verklaren, zoals de roodachtige kleuring in oppervlaktescheuren. Afbeelding via NASA / JPL-Caltech / SETI Institute.

Veel manen in het buitenste zonnestelsel hebben buitenste korsten van vast ijs. Maar sommige functies op deze manen stellen wetenschappers nog steeds voor raadsels. Denk aan de roodachtige barsten op Jupiters maan Europa. Wetenschappers zeggen dat de rode kleur waarschijnlijk afkomstig is van een onbekend mengsel van ijs en zouten, afkomstig uit de maan. Nu heeft een internationaal team van onderzoekers een mogelijke reden aangekondigd : een nieuw ontdekte vorm van zout ijs.

Onderzoekers van de Universiteit van Washington leidden de nieuwe studie en kondigden deze aan op 21 februari 2023. The Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) publiceerde de collegiaal getoetste bevindingen op 21 februari 2023.

Op ijzige manen bestaat mogelijk een nieuw type zout ijs
Op dit moment hebben wetenschappers de nieuw ontdekte vorm van zout ijs alleen in het laboratorium gezien. De onderzoekers creëerden het door de koude en hogedrukomstandigheden onder de ijskorst op de ijzige manen te simuleren. Maar het is misschien wel het antwoord waar ze naar op zoek waren. Het zou de ongebruikelijke strepen op Europa kunnen verklaren en ook op andere ijzige manen, als het daar bestaat.

Het recept voor de stof is eenvoudig: natriumchloride , bekend als tafelzout (in zijn eetbare vorm), en water. Beide komen vaak voor, maar de unieke omstandigheden in de ijzige manen zouden een meer exotische vorm van zout ijs kunnen produceren. Hoofdauteur Baptiste Journaux van de Universiteit van Washington legde uit :

Het is tegenwoordig zeldzaam om fundamentele ontdekkingen in de wetenschap te doen. Zout en water zijn zeer goed bekend bij aardse omstandigheden. Maar verder tasten we volledig in het duister. En nu hebben we deze planetaire objecten die waarschijnlijk verbindingen hebben die ons heel vertrouwd zijn, maar onder zeer exotische omstandigheden. We moeten alle fundamentele mineralogische wetenschap die mensen in de 19e eeuw deden opnieuw doen, maar dan bij hoge druk en lage temperatuur. Het is een spannende tijd.

Nieuwe soorten natriumchloridehydraten
De exotische aard van het zoute ijs heeft te maken met de samenstelling van zijn moleculen. Doorgaans combineren water en zouten zich bij koude temperaturen tot een stijf, zout en ijzig rooster dat bekend staat als een hydraat . Waterstofbruggen houden dat rooster bij elkaar. Eerder kenden wetenschappers slechts één ander type hydraat voor natriumchloride. Die bestaat uit één zoutmolecuul voor elke twee watermoleculen. Maar nu hebben de laboratoriumsimulaties twee nieuwe soorten natriumchloridehydraten geproduceerd.

Hoewel beide hydraten aanzienlijk verschillen van wat wetenschappers normaal in de natuur zien (althans op aarde), verschillen ze ook van elkaar. De ene heeft twee natriumchloriden voor elke 17 watermoleculen, maar de andere heeft één natriumchloride voor elke 13 watermoleculen. Kunnen ze de vreemde kenmerken op Europa en andere ijzige manen verklaren? Journalaux zei:

Het heeft de structuur waar planetaire wetenschappers op hebben gewacht.


Nadere weergave van enkele van de roodachtige scheuren en banden in een gebied met chaotisch terrein op Europa. Eerder onbekende zoute ijshydraten kunnen de roodachtige kleur verklaren. Afbeelding via NASA / JPL-Caltech / SETI Institute.

Door het laboratorium gecreëerde omstandigheden die veel voorkomen op ijzige manen
Dus, hoe hebben de onderzoekers het nieuwe zoute ijs gemaakt? Bij synchrotronstralingsfaciliteiten in Frankrijk, Duitsland en de VS comprimeerden ze kleine hoeveelheden zout water tussen twee diamanten. De diamanten waren ook klein, elk ongeveer zo groot als een zandkorrel. Ongelooflijk, zelfs in zo'n kleine ruimte konden de onderzoekers het zoute water tot 25.000 keer de standaarddruk van de atmosfeer van de aarde persen. Journalaux zei:

We probeerden te meten hoe het toevoegen van zout de hoeveelheid ijs zou veranderen die we zouden kunnen krijgen, aangezien zout werkt als een antivriesmiddel. Verrassend genoeg zagen we, toen we de druk uitoefenden, dat deze kristallen die we niet hadden verwacht, begonnen te groeien. Het was een zeer toevallige ontdekking.

Wat de gesimuleerde omstandigheden in het lab zo intrigerend maakt, is dat die omstandigheden – extreme kou en hoge druk – veel voorkomen op ijzige manen. De nieuw ontdekte soorten zout ijs zouden zich in die omgevingen vrij gemakkelijk moeten kunnen vormen. De verborgen oceanen op deze manen zijn anders dan de open oceanen van de aarde. Deze oceanen kunnen wel honderden kilometers diep zijn, met vijf tot tien kilometer ijs erop. Zoals Journaux opmerkte:

Door druk komen de moleculen alleen maar dichter bij elkaar, waardoor hun interactie verandert; dat is de belangrijkste motor voor diversiteit in de kristalstructuren die we hebben gevonden.


NASA's Juno- ruimtevaartuig legde dit beeld van Ganymede vast op 7 juni 2021. De nieuw gevonden zoute ijshydraten kunnen ook de witachtige strepen op het donkere ijsoppervlak verklaren. Afbeelding via NASA / JPL-Caltech/ SwRI/ MSSS/ Kalleheikki Kannisto © CC BY.

Hydraten blijven stabiel
Bovendien bleven de nieuwe hydraten stabiel, zelfs nadat de wetenschappers de druk verminderden. Dit toont aan dat ze lange tijd aanwezig kunnen zijn op ijzige manen. Journal toegevoegd:

We hebben vastgesteld dat het stabiel blijft bij standaarddruk tot ongeveer -50 C. Dus als je een zeer zout meer hebt, bijvoorbeeld op Antarctica, dat aan deze temperaturen zou kunnen worden blootgesteld, zou dit nieuw ontdekte hydraat daar aanwezig kunnen zijn.

Andere toepassingen voor het zoute ijs
Naast het helpen verklaren van mysteries op verre manen, kan het zoute ijs hier op aarde ook toepassingen hebben. Dit kan fysische chemie en energieonderzoek omvatten, waarbij hydraten worden gebruikt voor energieopslag (een soort thermische energieopslag ).

Zouthydraattechnologie maakt gebruik van de reactie-energie die ontstaat wanneer zouten worden gehydrateerd of gedehydrateerd. Sinds 2016 voeren onderzoekers in verschillende landen experimenten uit om te bepalen welk type zout of zoutmengsel het beste kan worden gebruikt.

NASA's Europa Clipper- missie, gepland voor lancering in oktober 2024, zal een kijkje kunnen nemen. Met zijn meerdere wetenschappelijke instrumenten kan het nieuwe analyses uitvoeren van de kenmerken op Europa waar dit zoute ijs aanwezig kan zijn. Of het kan iets compleet nieuws vinden! We zullen gewoon moeten wachten om erachter te komen.

Kort gezegd: onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben nieuwe vormen van zoute ijshydraten gecreëerd. Ze zouden ongebruikelijke oppervlaktemarkeringen op ijzige manen zoals Europa kunnen verklaren.

https://earthsky.org/space/salty-ice-hy ... icy-moons/

Bron https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217125120

[univers]

Studie vindt dat oceaanstromingen de rotatie van Europa's ijzige korst kunnen beïnvloeden

Onderzoek onthult een nieuwe verklaring voor hoe de ijzige schaal van Jupiters maan Europa met een andere snelheid roteert dan zijn binnenste. NASA's Europa Clipper zal een kijkje nemen.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/study- ... -icy-crust

How deep is Europa's ocean?





Kriskras door Europa, een van de mysterieuze ijzige manen van Jupiter, zijn enorme scheuren en verkleurde strepen die samen een complexe, maar prachtige wereld creëren. En als je nog beter kijkt, zijn er nog veel meer vreemde kenmerken te zien, zoals Europa's mysterieuze "sproeten". Dus wat zijn deze "sproeten? En wat veroorzaakt de chaotische breuken die door het bevroren landschap van Europa weven? Ga met me mee als we kijken naar echte beelden van de meest veelbelovende plek van het zonnestelsel voor leven buiten de aarde. We zullen kijken naar wat NASA's Galileo-ruimtevaartuig zag het voorbij komen. We zullen kijken naar toekomstige missies die nieuwe en opwindende ontdekkingen over Europa kunnen doen, en we zullen onder het ijs kijken terwijl we kijken naar het bewijs dat een enorme geheime oceaan zou kunnen onthullen