［Looping Rilles on Europa エウロパのループするリル］
Abstract: For many years, the looping rilles on Europa were called “fractures”, but the model developed to explain them only highlighted the failure of the underlying interpretation.
要約：長年、エウロパのループリルは「割れ目」と呼ばれていましたが、それらを説明するために開発されたモデルは、根底にある解釈の失敗を強調するだけでした。
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Mar 17, 2005
上の写真は、木星の月衛星エウロパの表面を横切る一連の「サイクロイド的」グルーヴ（溝）を示しています。
最長のものは1600キロメートル以上伸びており、その多くのループのそれぞれの長さは平均して約100キロメートルです。（サイクロイド経路を想像するには、ホイールが平らな面に沿って転がるときのホイールリム上のスポットを想像してください）（挿入図を参照）。
（スポットが通過するパスは、2種類の同時モーションを組み合わせたものです—
回転および線形）。
NASAの科学者たちは、これらの顕著な特徴が表面のひび割れや「フレキシ(屈曲)」であることを疑うことはありませんでしたが、独特の形が彼らに大きな謎をもたらしました。
しかし、アリゾナ大学の地質学者であるランディ・タフツが説明を提案したとき、その状況は変わりました。
彼は、亀裂の奇妙に複製された曲率は、エウロパのガス巨星の85時間の軌道の過程で木星からの重力の引っ張りの変化によって引き起こされたと示唆しました。
エウロパは木星に対して同じ面を向いているので、エウロパの軌道はエウロパの「１日」と同じ長さです。
タフトの気付きは、同じくアリゾナ大学の軌道力学者グレゴリー・ホッパに影響を与えました。
彼は地下水の海を想定して、エウロパの氷床のループ状の亀裂のコンピューターモデルを作成しました。
この割れ目は下の水に作用する潮汐力によって引き起こされたと彼は言った。
1999年9月、サイエンス誌はホッパと彼の同僚によるレポートを発表しました。
科学の記事から取られたガリレオ画像の下の図は、サイクロイド的割れ目の提案されたモデルを示しています。
矢印は、引張応力の振幅と方向を表しています；
矢印の下の数字は軌道の時間を示しています。
「モデル」の簡単なアニメーションは、こちらでで見ることもできます―
http://pirlwww.lpl.arizona.edu/~hoppa/science/cycloid_69s_240w.gif
科学者たちはこの論文を「エレガントな」画期的なものとして迎えました。
しかし、それは画期的なことでしたか、それともコンピューターがプログラムされた結果を単に吐き出す別の例でしたか？
結局のところ、コンピューターは仮想現実の生成者です。
エウロパで繰り返されるループには、観察された脆性材料の割れ目(=破砕)パターンに類似したものはありません。
氷が割れるとき、割れ目は通常音速で伝播します。
しかし、エウロパのゆっくりとした回転に合わせるために、コンピューターモデルには決して観察されなかった何かが必要でした―
時速約3キロメートルの歩行速度で伝播する氷の割れ目。
氷の割れ目は混沌とし、厚さ、組成、表面レリーフの変化に大きく影響されます。
しかし、モデルはそのような影響を許容しませんでした。
エウロパでは、サイクロイドの溝が切られる前に表面に存在していたものはすべて、コンピューターによって無視されなければなりませんでした―
ループが通過する既存のチャネルの迷路でさえ。
これは合理的な単純化でしたか？
ガラス板が割れる方法を考えてみましょう。
ガラスカッターによって残された浅い溝の存在は、破損の方向を制御するのに十分です。
氷の割れ目は、エウロパの既存のチャンネルを無視することはほとんどできません！
モデルは、エウロパの潮汐の膨らみが最大でほぼ100メートル（330フィート）に達することができるように、氷の下の地球規模の海を想定しました。
それはかなりの距離のように聞こえるかもしれませんが、私たちの月よりも大きいエウロパの半径に関しては、それは取るに足らないことです。
エウロパの潮汐の膨らみでは、地球規模の氷床にかかる引張応力が数百キロメートルにわたって分散します。
応力がゆっくりと加えられると、氷はかなりプラスチック（=可塑性=柔軟）になります。
そのような距離を越えて、氷床が必要な知覚できない調整を行うことができなかったと信じる理由はありません。
モデルを「機能させる」には、他の任意の仮定が必要であり、ほとんどの場合、すでに確立されている事実からはほど遠いものでした。
亀裂が形成されるために、コンピューターモデルは約1キロメートル以内の最大氷床の薄さを必要としました。
しかし、ループによって切断された表面チャネルのいくつかは、数キロメートルの深さです。
コンピュータプログラムにこの事実が含まれていたら、すぐに破綻していたでしょう。
しかし、操作されたデータは望ましい結果をもたらし、科学作家が循環論理を完成させることを可能にしました：
モデルは「水の海がエウロパの地殻の根底にあるという強力な議論」になりました。
モデルでは、各ループはエウロパの１日を表しています。
この理由で、最長のフレキシ(屈曲)は約半月で形成されたに違いありません。
しかし、これが今日の海の証拠である場合、なぜフレキシ(屈曲)がそれほど少ないのでしょうか？
今では、他のすべての特徴は、毎日のサイクロイド的力の影響によって消滅しているはずです。
一連のループを生成するには、各ループの後でクラッキング(亀裂する事)を停止し、次の軌道の正確なポイントから再開する必要がありました。
実際、コンピュータが従うように指示された「ルール」を識別することは非常に困難です。
デルファイ・フレクサス(=屈曲)とその隣のシドン・フレクサス(=屈曲)は曲率が反対であり、「亀裂」が反対方向に進行する必要があります。
エウロパの「１日」から次の「日」まで割れ目をシームレスに拡張するために「引張応力ベクトル」が必要であったとしても、コンピュータプログラムはこの変動を考慮に入れていたに違いありません。
明らかなことが1つあります。
エウロパの謎を作り出した力は、現在、木星の月衛星に作用していません。
この事実を単純に認めることは、科学をイデオロギーの影響から解放することに大いに役立つでしょう。
しかし、NASAの専門家達は、単純な電気的仮説を楽しむのに十分な時間休止をするでしょうか？
エウロパは木星から放出される放電ストリーマーに繰り返し巻き込まれたと私たちは主張します。
氷は岩よりも均質であるため、エウロパの表面放電は、木星側副半球（木星に面する半球）から反対側の半球までの大円に沿った強い電場に続いて、比較的真っ直ぐなリルを生成する傾向があります。
それが一般的なパターンです。
しかしながら、アークの円運動は、磁場が陰極表面に平行にある場合に実験室で実証できます。
この種の何かが木星とエウロパとの電気取引で起こったと私たちは確信しています。
時折、放電ストリーマーによって運ばれる強力な磁場がこの月衛星の表面を覆い、氷の中に表面近くの電流と磁場を引き起こしました。
実験室での実験と同様に、これにより、移動する電気アークがサイクロイド方式で回転し、独特のループ状のファーロウ（畝間）が生成されました。
周囲の磁場の強さの変化に応じて、これらのサイクロイド的リルのループは、現在観察されているように、ゆっくりと変化する曲率半径を表示します。
エウロパの表面の謎の場合に必要なのは、コンピュータで生成された任意の「ソリューション」ではなく、新しい仮説をテストするための実際の実験です。
放電はエウロパで見られるリルパターンを生み出すことができますか？
NASAの調査員がすでに手元にある証拠に従う場合、必要な実験作業は簡単に手の届くところにあります。
結果として得られる洞察は、惑星科学の方向性を変える可能性があります。
それらはまた、時代遅れの理論の慣性の下で私たちの宇宙計画が失った何かを刺激する可能性があります―
発見への情熱を。
読者への注意：
明日の「今日の写真」から始めて、私たちは優先順位を火星、千の謎の惑星に移します。
しかし、エウロパを完全に排除するわけではありません。
明日のTPODは：
「エウロパと火星—
電気的接続」です。
背景として、これらの以前の提出物をお勧めします—
2004年10月19日［エウロパが真ん中で捕まった］
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/05/29/215310〉
2005年3月10日［エウロパの電気傷］
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/094729〉
2005年3月11日［エウロパの電気リル］
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/112840〉
2005年3月14日［エウロパ—リル形成のダイナミクス］
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/135454〉
2005年3月15日［エウロパのリルの最優秀写真］
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/171302〉
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Mar 17, 2005
The picture above shows a series of “cycloidal” grooves cutting across the surface of the Jovian moon Europa.
上の写真は、木星の月衛星エウロパの表面を横切る一連の「サイクロイド的」グルーヴ（溝）を示しています。
The longest extends more than 1600 kilometers and each of its many loops averages about 100 kilometers in length.
(To envision a cycloid path, imagine a spot on a wheel rim as the wheel rolls along a flat surface) (see inset).
最長のものは1600キロメートル以上伸びており、その多くのループのそれぞれの長さは平均して約100キロメートルです。（サイクロイド経路を想像するには、ホイールが平らな面に沿って転がるときのホイールリム上のスポットを想像してください）（挿入図を参照）。
（The path traversed by the spot combines two kinds of simultaneous motion—
rotational and linear).
（スポットが通過するパスは、2種類の同時モーションを組み合わせたものです—
回転および線形）。
Though NASA scientists never doubted that these prominent features were surface cracks or “flexi”, the unique form posed a great mystery to them.
NASAの科学者たちは、これらの顕著な特徴が表面のひび割れや「フレキシ(屈曲)」であることを疑うことはありませんでしたが、独特の形が彼らに大きな謎をもたらしました。
But that situation changed when Randy Tufts, a geologist at the University of Arizona, proposed an explanation.
しかし、アリゾナ大学の地質学者であるランディ・タフツが説明を提案したとき、その状況は変わりました。
He suggested that the oddly replicated curvature of the cracks was caused by changes in the gravitational tug from Jupiter in the course of Europa’s 85-hour orbit of the gas giant.
彼は、亀裂の奇妙に複製された曲率は、エウロパのガス巨星の85時間の軌道の過程で木星からの重力の引っ張りの変化によって引き起こされたと示唆しました。
Because Europa keeps the same face toward Jupiter, a Europan orbit is the same length as a Europan “day”.
エウロパは木星に対して同じ面を向いているので、エウロパの軌道はエウロパの「１日」と同じ長さです。
Tuft’s suspicions inspired orbital dynamicist Gregory Hoppa, also of the University of Arizona.
タフトの気付きは、同じくアリゾナ大学の軌道力学者グレゴリー・ホッパに影響を与えました。
Assuming an ocean of subsurface water, he produced a computer model of looping cracks in the Europan ice sheet.
彼は地下水の海を想定して、エウロパの氷床のループ状の亀裂のコンピューターモデルを作成しました。
The fractures were caused by tidal forces acting on the water below, he said.
この割れ目は下の水に作用する潮汐力によって引き起こされたと彼は言った。
In September 1999, the journal Science published a report by Hoppa and his colleagues.
1999年9月、サイエンス誌はホッパと彼の同僚によるレポートを発表しました。
The graphic beneath the Galileo image, taken from the Science article, illustrates the proposed model of cycloidal fracturing.
科学の記事から取られたガリレオ画像の下の図は、サイクロイド的破砕の提案されたモデルを示しています。
The arrows represent the amplitude and orientation of the tensile stress;
and the numbers below the arrows indicate the hours of the orbit.
矢印は、引張応力の振幅と方向を表しています；
矢印の下の数字は軌道の時間を示しています。
You can also view a brief animation of the “model” at–
「モデル」の簡単なアニメーションは、こちらでで見ることもできます―
http://pirlwww.lpl.arizona.edu/~hoppa/science/cycloid_69s_240w.gif
Scientists greeted the paper as an “elegant” breakthrough.
科学者たちはこの論文を「エレガントな」画期的なものとして迎えました。
But was it a breakthrough, or another example of computers simply spitting out the results they were programmed to deliver?
しかし、それは画期的なことでしたか、それともコンピューターがプログラムされた結果を単に吐き出す別の例でしたか？
Computers are, after all, the generators of virtual reality.
結局のところ、コンピューターは仮想現実の生成者です。
The repeated loops on Europa have no analog in observed fracturing patterns of brittle material.
エウロパで繰り返されるループには、観察された脆性材料の割れ目(=破砕)パターンに類似したものはありません。
When ice cracks, the fracture typically propagates at the speed of sound.
氷が割れるとき、割れ目は通常音速で伝播します。
But to match Europa’s slow rotation, the computer model required something never observed—
an ice fracture propagating at a walking speed of about 3 kilometers per hour.
しかし、エウロパのゆっくりとした回転に合わせるために、コンピューターモデルには決して観察されなかった何かが必要でした―
時速約3キロメートルの歩行速度で伝播する氷の割れ目。
Fracturing of ice is chaotic and profoundly affected by variations in thickness, composition and surface relief.
氷の割れ目は混沌とし、厚さ、組成、表面レリーフの変化に大きく影響されます。
But the model allowed for no such influences.
しかし、モデルはそのような影響を許容しませんでした。
On Europa, everything present on the surface before the cycloidal grooves were cut had to be ignored by the computer—
even the maze of pre-existing channels traversed by the loops.
エウロパでは、サイクロイドの溝が切られる前に表面に存在していたものはすべて、コンピューターによって無視されなければなりませんでした―
ループが通過する既存のチャネルの迷路でさえ。
Was this a reasonable simplification?
これは合理的な単純化でしたか？
Consider the way a sheet of glass breaks.
ガラス板が割れる方法を考えてみましょう。
The presence of a shallow groove left by a glass cutter is sufficient to control the direction of a break.
ガラスカッターによって残された浅い溝の存在は、破損の方向を制御するのに十分です。
Fracturing ice could hardly ignore preexisting channels on Europa!
氷の割れ目は、エウロパの既存のチャンネルを無視することはほとんどできません！
The model assumed a global ocean beneath the ice so that tidal bulging on Europa could reach nearly 100 meters (330 feet) at maximum.
モデルは、エウロパの潮汐の膨らみが最大でほぼ100メートル（330フィート）に達することができるように、氷の下の地球規模の海を想定しました。
That may sound like a substantial distance, but in relation to the radius of Europa, which is larger than our Moon, it is trivial.
それはかなりの距離のように聞こえるかもしれませんが、私たちの月よりも大きいエウロパの半径に関しては、それは取るに足らないことです。
In Europa’s tidal bulge, tensile stresses on a global ice sheet would be dispersed over hundreds of kilometers.
エウロパの潮汐の膨らみでは、地球規模の氷床にかかる引張応力が数百キロメートルにわたって分散します。
Ice is quite plastic when stresses are applied slowly.
応力がゆっくりと加えられると、氷はかなりプラスチック（=可塑性=柔軟）になります。
There is no reason to believe that across such distances a sheet of ice could not make the imperceptible adjustment required.
そのような距離を越えて、氷床が必要な知覚できない調整を行うことができなかったと信じる理由はありません。
Other arbitrary assumptions were needed to make the model “work”, and most strayed far from facts already established.
モデルを「機能させる」には、他の任意の仮定が必要であり、ほとんどの場合、すでに確立されている事実からはほど遠いものでした。
In order for cracks to form, the computer model required a maximum ice sheet thickness of about a kilometer.
亀裂が形成されるために、コンピューターモデルは約1キロメートル以内の最大氷床の薄さを必要としました。
But some of the surface channels cut by the loops are several kilometers deep.
しかし、ループによって切断された表面チャネルのいくつかは、数キロメートルの深さです。
Had the computer program included this fact it would have broken down immediately.
コンピュータプログラムにこの事実が含まれていたら、すぐに破綻していたでしょう。
But the manipulated data gave the desired result, enabling science writers to complete the circular logic:
the model became “a powerful argument that an ocean of water underlies Europa’s crust”.
しかし、操作されたデータは望ましい結果をもたらし、科学作家が循環論理を完成させることを可能にしました：
モデルは「水の海がエウロパの地殻の根底にあるという強力な議論」になりました。
In the model each loop represents a Europan day.
モデルでは、各ループはエウロパの１日を表しています。
On this reasoning, the longest flexus must have formed in about a half month.
この理由で、最長のフレキシ(屈曲)は約半月で形成されたに違いありません。
But if this is evidence of an ocean today, why are there so few flexi?
しかし、これが今日の海の証拠である場合、なぜフレキシ(屈曲)がそれほど少ないのでしょうか？
By now all other features should be obliterated by the effects of the daily cycloidal forces.
今では、他のすべての特徴は、毎日のサイクロイド的力の影響によって消滅しているはずです。
To produce the succession of loops, the cracking had to stop after each loop, then resume from that precise point on the next orbit.
一連のループを生成するには、各ループの後でクラッキング(亀裂する事)を停止し、次の軌道の正確なポイントから再開する必要がありました。
In fact it is extremely difficult to discern the “rules” the computer was instructed to follow.
実際、コンピュータが従うように指示された「ルール」を識別することは非常に困難です。
Delphi Flexus and its neighbor, Sidon Flexus have opposed curvatures, requiring that the “cracks” progress in opposite directions.
デルファイ・フレクサス(=屈曲)とその隣のシドン・フレクサス(=屈曲)は曲率が反対であり、「亀裂」が反対方向に進行する必要があります。
The computer program must have allowed for this variability even as it required the “tensile stress vectors” to seamlessly extend the fracture from “day” to “day” on Europa.
エウロパの「１日」から次の「日」まで割れ目をシームレスに拡張するために「引張応力ベクトル」が必要であったとしても、コンピュータプログラムはこの変動を考慮に入れていたに違いありません。
One thing should be obvious.
明らかなことが1つあります。
The forces that created the Europan enigmas are not acting on the Jovian moon now.
エウロパの謎を作り出した力は、現在、木星の月衛星に作用していません。
To simply acknowledge this fact would go a long way toward freeing science from the influence of ideology.
この事実を単純に認めることは、科学をイデオロギーの影響から解放することに大いに役立つでしょう。
But will NASA’s experts pause long enough to entertain a simple electrical hypothesis?
しかし、NASAの専門家達は、単純な電気的仮説を楽しむのに十分な時間休止をするでしょうか？
We claim that Europa was repeatedly entangled in discharge streamers emanating from Jupiter.
エウロパは木星から放出される放電ストリーマーに繰り返し巻き込まれたと私たちは主張します。
Since ice is more homogeneous than rock, the surface discharges on Europa tended to produce relatively straight rilles following a strong electric field along great circles from the sub-Jovian hemisphere (the hemisphere facing Jupiter) to the opposite hemisphere.
氷は岩よりも均質であるため、エウロパの表面放電は、木星側副半球（木星に面する半球）から反対側の半球までの大円に沿った強い電場に続いて、比較的真っ直ぐなリルを生成する傾向があります。
That is the general pattern.
それが一般的なパターンです。
However, circular motion of an arc can be demonstrated in the lab when a magnetic field lies parallel to a cathode surface.
しかしながら、アークの円運動は、磁場が陰極表面に平行にある場合に実験室で実証できます。
We are confident that something of this sort occurred in Europa’s electrical transactions with Jupiter.
この種の何かが木星とエウロパとの電気取引で起こったと私たちは確信しています。
Occasionally, the powerful magnetic fields carried by the discharge streamers draped over the moon's surface, inducing a near-surface electric current and magnetic field in the ice.
時折、放電ストリーマーによって運ばれる強力な磁場がこの月衛星の表面を覆い、氷の中に表面近くの電流と磁場を引き起こしました。
As in the laboratory experiments, this would cause the traveling electric arcs to rotate in cycloidal fashion, producing the distinctive looping furrows.
実験室での実験と同様に、これにより、移動する電気アークがサイクロイド方式で回転し、独特のループ状のファーロウ（畝間）が生成されました。
In response to changes in the strength of the ambient magnetic field, the loops in these cycloidal rilles would, as now observed, display a slowly changing radius of curvature.
周囲の磁場の強さの変化に応じて、これらのサイクロイド的リルのループは、現在観察されているように、ゆっくりと変化する曲率半径を表示します。
What is needed in the case of Europa’s surface mysteries is not an arbitrary computer-generated “solution”, but practical experiments to test a new hypothesis.
エウロパの表面の謎の場合に必要なのは、コンピュータで生成された任意の「ソリューション」ではなく、新しい仮説をテストするための実際の実験です。
Can electrical discharges produce the rille patterns seen on Europa?
放電はエウロパで見られるリルパターンを生み出すことができますか？
The required experimental work is easily within reach if NASA’s investigators will follow evidence already in hand.
NASAの調査員がすでに手元にある証拠に従う場合、必要な実験作業は簡単に手の届くところにあります。
The resulting insights could change the direction of planetary science.
結果として得られる洞察は、惑星科学の方向性を変える可能性があります。
They could also inspire something our space program lost under the inertia of outdated theory—
the passion for discovery.
それらはまた、時代遅れの理論の慣性の下で私たちの宇宙計画が失った何かを刺激する可能性があります―
発見への情熱を。
NOTE TO READERS:
読者への注意：
Beginning with tomorrow’s Picture of the Day, we’ll be shifting our priority to Mars, the planet of a thousand enigmas.
明日の「今日の写真」から始めて、私たちは優先順位を火星、千の謎の惑星に移します。
But we will not be leaving Europa out of the picture entirely.
しかし、エウロパを完全に排除するわけではありません。
Tomorrow’s TPOD:
明日のTPODは：
“Europa and Mars—
The Electric Connection”
「エウロパと火星—
電気的接続」です。
As background we recommend these previous submissions—
背景として、これらの以前の提出物をお勧めします—
Oct 19, 2004 Europa Caught in the Middle
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/05/29/215310〉
Mar 10, 2005 Electrical Scars on Europa
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/094729〉
Mar 11, 2005 Electrical Rilles of Europa
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/112840〉
Mar 14, 2005 Europa—Dynamics of Rille Formation
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/135454〉
Mar 15, 2005 Best Picture of a Europan Rille
〈https://takaakifukatsu.hatenablog.jp/entry/2021/06/16/171302〉
