Jupitermaan heeft platentektoniek

Bij reconstructie van breuklijnen op ijsmaan Europa blijkt een stuk korst te zijn verdwenen.

De maan Europa met karakteristieke breuklijnen. Onder: close-up van mogelijke subductiezone, Phaidra Linea, de brede baan waar de ene ijsplaat onder de andere verdwijnt. De zwarte vlek bovenin is een plek waarvan (toevallig) geen foto’s bestaan. Foto’s NASA/JPL

Op de grote Jupitermaan Europa vindt mogelijk platentektoniek plaats: een proces waarbij het ene stuk korst – in dit geval bestaande uit ijs – onder het andere schuift. Dat blijkt uit een nauwkeurige analyse van een klein stukje van het ‘oppervlak’ van Europa, waarvan de resultaten zondag in de online-editie van Nature Geoscience zijn gepubliceerd.

Platentektoniek kennen we tot nu toe alleen van onze eigen planeet. De aarde ontdoet zich van haar interne warmte door trage opwaartse stromingen in de mantel, de laag die zich onder de korst bevindt. Door deze convectiestromingen is de aardkorst en het bovenste deel van de aardmantel verbrokkeld geraakt tot een aantal losse ‘platen’, die ten opzichte van elkaar verschuiven.

De aardwetenschappers Simon Kattenhorn en Louise Prockter hebben nu sterke aanwijzingen gevonden dat zich op de Jupitermaan Europa iets soortgelijks afspeelt. Europa is net iets kleiner dan onze maan. Jupiter bestaat uit een vaste mantel, die gehuld is in een diepe oceaan. Deze oceaan is op zijn beurt omsloten door een kilometers dikke korst van stijfbevroren ijs. (De temperatuur aan het oppervlak van Europa bedraagt ongeveer –170°C.). Eind vorig jaar werden ook ‘watervulkaanuitbarstingen’ op Europa gezien, door de Hubble Space Telescope.

Het opvallendste kenmerk van de ijskorst van Europa zijn de donkere strepen die er kriskras overheen lopen. Uit nadere inspectie blijkt dat de korst bij deze strepen verschoven is. Breuklijnen eindigen er abrupt, maken een zijsprong en vervolgen tientallen kilometers verderop aan de andere kant van de streep hun weg.

Aan de hand van detailrijke opnamen van de ruimtesonde Galileo, die tussen 1995 en 2003 om Jupiter cirkelde, hebben Kattenhorn en Prockter deze verschuivingen als het ware ongedaan gemaakt. Ze gebruikten daarbij een methode waarmee ook tektonische reconstructies van het aardoppervlak worden gemaakt. Stukjes korst van Europa werden op zo’n manier verschoven en gedraaid, dat structuren die door tektonische activiteit van elkaar gescheiden zijn geraakt weer netjes aan elkaar pasten.

Toen alle segmenten van breuken, richels en strepen weer op hun oorspronkelijke plek zaten, bleek er een stuk korst te ontbreken. Volgens de beide aardwetenschappers is die plak ijs onder een naastgelegen ijsschol gedoken en door de onderliggende, warmere ijsslurrie geabsorbeerd.

Op aarde zijn langs zulke ‘subductiezones’ veel vulkanen te vinden, zoals bij de bekende Ring van Vuur rond de Grote Oceaan. Analoog daaraan zijn ook langs de subductiezone op Europa sporen van ‘cryovulkanisme’ ontdekt: plekken waar smeltwater is opgeweld. Dat water zou zijn ontstaan door de wrijving die optrad tussen de beide ijsschollen en door het bovenliggende ijs omhoog zijn geperst.

Als deze interpretatie klopt, lijkt Europa in tektonisch opzicht meer op de aarde dan enig ander hemellichaam in ons zonnestelsel. Weliswaar vertonen ook de andere rotsachtige planeten – Mercurius, Venus en Mars – tekenen van tektoniek. Maar deze beperken zich tot breuken en slenken die door mechanische spanningen in de korst zijn ontstaan. Op geen van deze planeten zijn overtuigende bewijzen gevonden voor platentektoniek.

Zowel de (vermoedelijke) platentektoniek op Europa als die op aarde wordt aangedreven door inwendige warmte. In het geval van de aarde is die warmte gedeeltelijk een overblijfsel van het vormingsproces van de planeet; een ander deel is afkomstig van het verval van radioactieve elementen. Bij Europa is de inwendige opwarming het gevolg van de getijkrachten van moederplaneet Jupiter.