エウロパ (衛星)
厚い氷モデルに対し、「薄い氷」モデルではエウロパの氷の外層はわずか数キロメートルの厚みしか持たないとしている。このモデルの一例は曲げ解析に基づくものであり、このモデルではエウロパの地殻は重い負荷によって重みをかけられて曲げられた平板、もしくは球殻としてモデル化される。このようなモデルでは、氷地殻の外側の弾性的な部分はわずか 200 メートルの薄さになることが示唆される。もしエウロパの氷の外層がほんの数キロメートル程度の厚さしかない場合、この薄い氷モデルは、エウロパ内部の液体と表面の接触は開いた割れ目を介して起こり、それによってカオス地形が形成されたということを示唆する。しかしこちらのモデルを支持しない大部分の惑星科学者は、このモデルは木星の潮汐の影響を受けた際に弾性的に振る舞うエウロパの地殻の最も外層のみしか考慮していないモデルであると考えている。
イオとエウロパの合 (木星から見て同じ方向に2つの衛星が並ぶこと) は、常にイオが近点、エウロパが遠点にいる時に発生する。エウロパとガニメデの合も、エウロパが近点にいる時に発生する。イオとエウロパの合の経度とエウロパとガニメデの合の経度は同じ割合で変化し、そのために三重の合は発生しない。すなわち、イオとエウロパとガニメデの3つが木星から見て同じ方向に並ぶことは決して無い。このような複雑な軌道共鳴はラプラス共鳴と呼ばれる。ラプラス共鳴を起こしているのが知られている天体の組み合わせは、太陽系の中ではイオ、エウロパ、ガニメデが唯一である。
エウロパの軌道離心率は非常に小さいがゼロではなく、他のガリレオ衛星、主にイオからの重力的な擾乱によってこの値が維持されている。軌道離心率が完全にゼロではない影響で、エウロパの木星直下点は平均位置のまわりでわずかに振動する。また軌道離心率がゼロではないため、軌道を一周する間にエウロパと木星との距離は変化する。エウロパが木星にわずかに近付くと木星からの重力が強くなり、潮汐力によってエウロパは木星の方向とその逆方向の向きに引き伸ばされる。エウロパが木星からわずかに遠ざかると、木星からの重力が弱くなり潮汐力も弱まるため、球に近い形状に緩和しようとする。この変化によって内部海に潮汐が発生する。この潮汐によってエウロパの内部が揉まれて熱が発生し、内部海を液体の状態に保つことを可能とし、地下での地質学的な活動が継続的に駆動されている。軌道離心率は主にイオとの平均運動共鳴によって継続的に維持されているため、潮汐によって継続的に加熱され続けることができる。
内部海に引き起こされる潮汐は、海中での摩擦損失や、海水と固体の海底および上部の氷地殻との相互作用によって熱に変換される。
2008年後半に、エウロパは小さいながらもゼロではない自転軸傾斜角を持つため、木星はエウロパに大きな潮汐波を発生させてエウロパの海を暖かく保つことができるという説が提唱された。この過程ではいわゆるロスビー波が発生して潮汐摩擦において重要な役割を果たすと考えられる。エウロパ内部に発生するロスビー波は、一日あたり数キロメートルしか進まない極めてゆっくりとしたものながら、大きな運動エネルギーを生み出すことができる。現在のエウロパの自転軸傾斜角の推定値が 0.1° であることを考えると、ロスビー波からの共鳴は 7.3×10 J のエネルギーを持つ。これは主要な潮汐力によって励起される流れが持つエネルギーの2,000倍にもなる。このエネルギーの散逸はエウロパの内部海での主要な熱源となりうる。
2000年代前半に、エウロパ・ジュピター・システム・ミッション (EJSM) と呼ばれる木星の氷衛星への探査ミッションが提案された。これはNASAが主導するエウロパ周回機である Jupiter Europa Oebiter (JEO) とESAが主導するガニメデ探査機の Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) からなる共同ミッションであり、2020年の打ち上げが予定されていた。この計画にはJAXAも木星磁気圏を探査する Jupiter Magnetospheric Orbiter (JMO) で参加する構想があった。
2009年に EJSM は、土星とその衛星タイタンやエンケラドゥスの探査ミッションであるタイタン・サターン・システム・ミッションよりも高い優先度が与えられた。この段階では、EJSM は他の探査計画と予算的に競合する状態にあった。しかし2011年4月に、ESAは現状のNASAの予算では2020年代初頭にEJSMの打ち上げを行うのは困難だと判断し、JGOの設計に基づいて新しい探査計画であるJUICEを立ち上げることとなった。
上記の様に、エウロパの生命は、氷地殻の下にある内部海のおそらくは地球の深海の熱水噴出孔に似た環境に存在する可能性があると考えられている。しかし2016年のNASAの研究では、エウロパに火山性の熱水活動が無かったとしても、火山活動を直接必要としない蛇紋岩の形成と氷に由来する酸化性物質に関連したプロセスによって、地球に似た水準の水素と酸素が生成されうることが分かっている。2015年には内部海に起源を持つ塩がエウロパのいくつかの地形を覆っていることが明らかになり、これは内部海の海底において海と海底が相互作用を起こしていることを示唆していると考えられた。これはエウロパにおける生命の居住可能性を考える上で重要な要素である可能性がある。エウロパの岩石マントルと液体の水が接触している場所がある可能性があるため、その箇所に探査機を送り込むことを求める研究者もいる。
アリゾナ大学のリチャード・グリーンバーグらは、エウロパ表面の氷への放射によって氷地殻は酸素と過酸化物で飽和し、それらの物質はテクトニクスによってエウロパの内部海へ輸送されうるという理論モデルを2010年に提案した。このモデルでは、この過程によってエウロパの内部海はわずか1,200万年程度の期間で地球の海と同じ水準まで酸化させられ、複雑で多細胞の生命の存在が可能になるとされている。