Main page :: Things :: Ganymedes' oceaan

Een oceaan op Ganymedes in het vrt nieuws

Op vrijdag 13 maart 2015 verscheen op de nieuwswebsite van de vrt het volgende bericht:

Enorme ondergrondse oceaan ontdekt op grootste maan van Jupiter

Op Ganymede, de grootste maan van Jupiter, is een ondergrondse oceaan ontdekt, die mogelijk uit meer water bestaat dan alle oceanen op aarde samen. Dat heeft de NASA gemeld.

De diepe oceaan van Ganymede zorgt voor nieuwe, opwindende mogelijkheden voor het bestaan van buitenaards leven, aldus John Grunsfeld van NASA.

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie vermoedt dat de oceaan verborgen is onder een 150 kilometer dikke ijskorst en tien keer dieper is dan de oceanen op aarde.

Hubble

Wetenschappers ontdekten de aanwezigheid van de oceaan toen ze merkten dat het magnetische veld van de maan het magnetische veld van Jupiter beïnvloedt.

Al in de jaren 70 van vorige eeuw berekenden wetenschappers dat er een oceaan verstopt zou kunnen zijn onder het oppervlak van Ganymede. Het bewijs werd nu geleverd door de Hubble-ruimtetelescoop, die sinds 1990 in een baan rond de aarde draait

Ganymede is de grootste maan in ons zonnestelsel, en bevindt zich op ongeveer 630 miljoen kilometer van de aarde.

Dat artikel trok onmiddellijk mijn aandacht omwille van een aantal problemen, die illustreren hoe het gesteld is met wetenschapsverslaggeving. Het kopiëren en redacteren van een persbericht zonder de nodige achtergrond leidt tot een bericht dat voor een geïnteresseerde lezer zonder voorkennis enkel maar tot vragen leidt, en bij mij tot ergernis over het zoveelste wetenschappelijke nieuwsfeit dat herleid wordt tot een verzameling zinnen waarvoor een exegetische beschouwing en studie van de oorspronkelijke bronnen en de historische context noodzakelijk is.

Laat ik eerst nog duidelijk stellen dat ik de journaliste die dit geschreven heeft niet wil aanvallen. Dit is eerder een aanklacht tegen de systematische miskenning van wetenschap in de media, en de ondermaatse berichtgeving, zowel in kwantiteit als in kwaliteit.

De oplettende lezer heeft al gemerkt dat in de versie die nu op vrt website staat “Ganymedes” gebruikt is in plaats van “Ganymede” zoals bij het citaat hierboven (bij de illustratie staat nog steeds Ganymede). In een eerste versie van het webbericht werd de Engelse naam voor de maan gebruikt, in plaats van de Nederlandse (die overigens een correcte transcriptie is van de in oorsprong Griekse naam van de mythologische figuur, Γανυμήδης). De International Astronomical Union geeft nergens een expliciet standpunt over de spelling van hemellichamen, maar ontmoedigt nergens het gebruik van de namen in de eigen taal. En eigenlijk is dat maar best ook: ik vind de Engelse transcripties van mythologische namen over het algemeen lelijk: ze worden typisch ontdaan van hun originele klankkarakter, en het accent verschuift.

Laten we nu overgaan tot een analyse van de inhoud van bericht over water op Ganymedes (en ja, ik ben mij bewust van de referentie naar water op Mars).

Op de samenvatting in de inleidende paragraaf is weinig aan te merken: compleet (wie, wat, waar, bron) en zelfs de nodig nuance (“mogelijk”). Daar staat wel tegenover dat het oorspronkelijke bericht minder definiet is en het heeft over “het beste bewijs tot nu toe.” De link naar het persbericht van NASA stelt zelfs expliciet “suggests.”

Of het artikel zelf nu moet beginnen met de quasi-obligate verwijzing naar buitenaards leven, is iets waar ik mij altijd bedenkingen bij maak. Of zou het publiek nu echt enkel daarin geïnteresseerd zijn? De mogelijke gevolgen van de aanwezigheid van water voor potentieel buitenaards leven zijn natuurlijk interessant, maar je moet je natuurlijk afvragen of leven wel kan ontstaan in de extreme omstandigheden van Ganymedes, en dezelfde bedenking geldt ook voor Mars, Callisto of Europa. Ik vind dat dit te veel gebruikt wordt als aandachtstrekker, eerder dan ook maar enige wetenschappelijke relevantie te hebben. Foei, NASA.

De grootteordes in de volgende paragraaf zeggen relatief weinig, omdat er een stuk context ontbreekt. Zo is niet aangegeven hoe groot Ganymedes is, wat een correcte indruk zou geven hoe groot die oceaan is ten opzichte van de maan. Helemaal onderaan wordt er nog even wat meer informatie over Ganymedes gegeven, maar die leert ons evenmin iets over de grootte. Om greep te krijgen de betekenis van 150 km ijs en 100 km oceaan ten opzichte van de diameter van de maan, moeten we het internet raadplegen, bijvoorbeeld Wikipedia. En daar vinden we terug dat de straal 2634 km is. Dus, in vergelijking met de Aarde (straal 6371 km, korst een tiental km, oceaan zo’n 4 km) is de korst en oceaan op Ganymedes in verhouding erg groot.

Een tweede probleem is de mededeling dat de oceaan tien keer dieper is dan de aardse. De logische vraag is alvast: welke diepte? Er zijn twee logische mogelijkheden. Ofwel het diepste punt, in de Marianentrog met zijn 11 km, ofwel de gemiddelde diepte, zo’n 3,7 km (Charette and Smith 2010), maar dat levert dan wel een factor drie verschil in de diepte op. Hier gaat trouwens ook het persbericht van NASA een beetje kort door de bocht: zij hebben het over 100 km, dat is dus negen en geen tien keer de Marianentrog.

Dan is er nog de claim in het persbericht van de NASA dat die oceaan meer water bevat dan er oppervlaktewater is op Aarde. Om dat na te gaan moeten we even rekenen. Ganymedes heeft een straal van 2634 km, en de oceaan is 100 km diep en bevindt zich 150 km onder het oppervlak, dus ruwweg tussen de 2400 en 2500 km. Dat komt overeen met een volume van 4/3π(2500³–2400³) km³ = 7,5·10⁹ km³. Voor het volume van het water op Aarde kijken we terug naar Charette and Smith, en zij geven 1,3·10⁹ km³. Nu is er nog wel meer oppervlaktewater op Aarde dan enkel in de oceanen, maar die zijn goed voor zo’n 97 % ervan, dus zelfs met die kleine correctie komen we inderdaad nog niet in de buurt.

Die afstand tussen de Aarde en Ganymedes is ook maar een raar getal: omdat de twee objecten ten opzichte van elkaar bewegen, varieert die afstand in de tijd. Wanneer de Aarde en Ganymedes het dichtst bij elkaar staan, is die afstand zo’n 4,2 AE (630 miljoen kilometer), het maximum is ongeveer 6,2 AE (930 miljoen kilometer). AE, astronomische eenheid, is afgeleid van de gemiddelde afstand tussen de Aarde en de Zon, en gedefinieerd als 149 597 870 700 meter. Het getal dat is opgegeven in het webbericht is dus de minimale afstand.

De eerste paragraaf net onder de tussentitel, “wetenschappers ontdekten de aanwezigheid van de oceaan toen ze merkten dat het magnetische veld van de maan het magnetische veld van Jupiter beïnvloedt,” is gewoon fout. Nu is Ganymedes de enige maan in het zonnestelsel met een eigen magnetisch veld, in vergelijking met dat van Jupiter stelt het niets voor. De juiste beschrijving van de ontdekking is zelfs net omgekeerd, en iets complexer om te formuleren.

Maar laten we eerst even verder lezen hoe dat magneetveld juist geobserveerd werd. Uit de titel van dit onderdeel verwachten we dat dit met de Hubble Space Telescope gedaan is. Deze telescoop draait in baan om de Aarde, en doordat er geen atmosfeer is die de waarneming verstoort, levert deze prachtige foto’s op, met als enkele iconische voorbeelden de Pillars of Creation en de Hubble Deep Fields: Deep, Ultra en Extreme. Maar evengoed moet het duidelijk zijn dat deze telescoop geen magneetvelden kan bestuderen: die laten zich namelijk niet fotograferen. Hoe hebben ze dus dat magneetveld onderzocht?

Magneetvelden van planeten vangen deeltjes op die de Zon uitstoot, en wanneer langs de magnetische veldlijnen naar een van de polen van de planeet geleid worden, doen die daar noorderlicht (en zuiderlicht) ontstaan. Dit is het geval op Aarde, maar hetzelfde is ook waargenomen op andere planeten, zoals Jupiter en Saturnus. Ook Ganymedes heeft een eigen magneetveld, en er komt dus poollicht voor. Het poollicht kan de Hubble wel observeren, in dit geval wel niet in zichtbaar licht, maar in ultraviolet.

De situatie van het poollicht op Ganymedes is gecompliceerder dan op Aarde. Het magneetveld van Jupiter is namelijk zo groot dat Ganymedes zich in dit veld bevindt. Wanneer er nu variaties in het magnetisch veld van Jupiter zijn, hebben die ook een invloed op het magneetveld van Ganymedes, en dus op het poollicht. De juiste vorm van die verschuivingen kan berekend worden, en eventuele afwijkingen van die voorspellingen vertellen in dit geval iets over de interne structuur van de maan.

Als er namelijk een oceaan van zout water is, dan gaat het veranderende magneetveld van Jupiter een stroom genereren in die oceaan (op een vergelijkbare manier als een elektrisch inductievuur de geleidende metalen onderkant van een pot opwarmt, en zout water is ook een elektrische geleider). Die stromen in de oceaan wekken op hun beurt een magneetveld op dat de variatie van het magneetveld tegenwerkt. Op die manier worden de verschuivingen van het poollicht kleiner dan de voorspelde waardes, en dat is wat de resultaten van de Hubble laten zien.

Het was mij ook maar pas na het lezen van het originele persbericht van de NASA duidelijk waarom er bij dit bericht een illustratie hoort van Ganymedes waarbij het poollicht zo opvallend aanwezig is.

Ganymedes met poollicht en Jupiter in de achtergrond
NASA's artist's impression van het poollicht op Ganymedes. Op de achtergrond zijn Jupiter en twee andere manen te vinden. De full-size versie is 2.3 MB.

Er wordt ook nog melding gemaakt van de jaren ’70 van de vorige eeuw als de eerste keer dat de oceaan werd vooropgesteld. Het originele persbericht gaat daar in meer detail. Die veronderstelling was toen gebaseerd op modellen voor de maan. Op dat moment was alle beschikbare informatie gebaseerd op aardse waarnemingen, en passages van Pioneer 10 (1973), Pioneer 11 (1974), en eventueel ook al van de Voyagers (1979). Eerst later, in 2002, werd er sterk experimenteel bewijs gevonden, ook op basis van het magneetveld. Verschillende analyses van data van de Galilei-ruimtesonde, die van 1995 tot 2003 Jupiter en zijn manen bestudeerde, bevatten aanwijzigingen voor de oceaan. Met andere woorden, het gaat dus hier niet om een wereldschokkende ontdekking, maar eerder om een normale evolutie in wetenschappelijk onderzoek. Het is wel zo dat de gebruikte methode, de magneetvelden bestuderen via het poollicht, bij mijn (beperkt) weten, origineel is.

Een oplettende proeflezer van deze tekst wees er mij ook nog op dat “ondergronds” wel een beetje raar klinkt voor een hemellichaam waarvan het oppervlak eigenlijk een dikke laag ijs is. Strikt genomen is dat inderdaad geen “grond” in de Aardse betekenis, maar over het algemeen wordt het eerste vaste oppervlak in zo’n geval wel gelijk behandeld als de grond onder onze voeten hier op Aarde. Om wetenschappelijk exact genoeg te blijven, is het misschien beter om het woord ondergronds te vermijden.

Dit bericht was ook een onderdeel van het journaal, door Martine Tanghe met gepast enthousiasme en de obligate aandacht voor buitenaards leven gebracht. Dit fragment van het journaal wordt gelinkt vanaf het webbericht. De mededeling wordt in dit stukje op een betere manier belicht dan in het webbericht, en de storende omkering van wie nu wiens magneetveld beïnvloedt, is hier afwezig. En het onderdeel buitenaards leven wordt met de nodige nuance aan de man gebracht. Je kunt eigenlijk beter naar het journaalstukje kijken dan het webbericht lezen.

Tot slot heb ik een poging ondernomen om dit nieuwsbericht op een vergelijkbare ruimte ter herformuleren op een manier die, tenminste volgens mij, duidelijker is.

Grote oceaan onder het oppervlak van de grootste maan van Jupiter

Ganymedes, de grootste maan van Jupiter, heeft waarschijnlijk een oceaan onder haar oppervlak, die mogelijk uit meer water bestaat dan alle oceanen op Aarde samen. Dat heeft de NASA gemeld, op basis van waarnemingen met de Hubble Space Telescope.

Ganymedes is de grootste maan in het zonnestelsel. Met haar diameter van 5268 km is ze substantieel groter dan onze Maan en vergelijkbaar in grootte met de planeet Mercurius. Ze werd ontdekt door Galileo Galilei bij zijn waarnemingen met de eerste telescopen.

Het bestaan van een oceaan van vloeibaar water onder het oppervlak van Ganymedes werd al in de jaren 1970 vermoed, en eerder werden er aanwijzingen gevonden in resultaten van de sonde Galileo, die Jupiter en zijn manen bestudeerde.

Uit foto’s van de Hubble Space Telescope blijkt nu dat de bewegingen van het noorderlicht op Ganymedes enkel verklaard kunnen worden door de aanwezigheid van een grote oceaan van zout water. Onder invloed van het magneetveld van Jupiter genereert deze oceaan een eigen magneetveld, dat op zijn beurt dan weer het noorderlicht beïnvloedt. Uit berekeningen blijkt dat er zich onder een ijskorst van 150 km dik een oceaan kan bevinden van 100 km diep.

Aangezien water beschouwd wordt als een noodzakelijke voorwaarde voor leven zoals wij het begrijpen, voegt deze ontdekking weer een mogelijke locatie voor buitenaards leven toe.