Европа — спутник Юпитера, вызывающий большой интерес из-за убедительных доказательств того, что питательные вещества, вода и энергия способны создать среду, пригодную для жизни вне Земли. По размерам она немного меньше Луны и состоит из четырех слоев: ледяной оболочки, океана соленой воды, каменистой мантии и металлического ядра.
Как и на нашей планете, океан Европы соприкасается с каменистым дном, что может создать условия для развития жизни. По данным миссии НАСА Galileo, многие утверждают, что внутренняя часть спутника, подобно Земле, разделена на металлическое ядро и мантию из силикатов. Некоторые исследования предполагают, что Европа дифференцировалась в процессе роста или сразу после него, аналогично Земле.
Возможно, спутник формировался при существенно более низких температурах. Кевин Трин, Карвер Бирсон и Джо О’Рурк из Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона изучили влияние низкой начальной температуры на процесс формирования, применяя численные модели для описания тепловой эволюции недр. Результаты показали, что дегидратация силикатов может привести к образованию современного океана и ледяной оболочки Европы. В то же время металлическое ядро, если оно существует, могло сформироваться спустя миллиарды лет после аккреции.
Происхождение подземного океана Европы
Многие полагают, что под ледяным покровом Европы скрывается океан жидкой воды. Первые сведения об этом появились благодаря снимкам и информации, собранной аппаратом Galileo. Наблюдения показали, что поверхность Европы имеет гребни, бороздки и другие особенности, которые, вероятно, возникли из-за сил натяжения в результате разницы толщины льда над океаном.
Трин с командой доказал: если Европа возникла из гидратированных пород — то есть пород с водородом и кислородом — часть ее недр должна была нагреться настолько, чтобы вода выделялась непосредственно из них, образуя океан и ледяную оболочку.
Процесс, называемый силикатной дегидратацией, при раннем возникновении определяет первоначальный состав океана. Последующее изменение состава происходит под влиянием химических потоков через границы океан-лед и горные породы-океан, хотя последнее маловероятно в большинстве моделей.
Это Текст очень интересен, поскольку описывает Европу как мир, внутренняя часть которого эволюционировала крайне медленно на протяжении всей истории. Многие учёные предполагали, что металлическое ядро Европы сформировалось во время или сразу после образования спутника. Однако данное исследование опровергает это предположение, утверждая, что металличное ядро мог начать формироваться только спустя миллиарды лет после образования (если предположить, что образование имело место).
Образование металлического ядра Европы важно по двум причинам как минимум.
- Элемент добывает металл, селитру и другие составляющие ядра, которые иначе подверглись бы разрушению из-за воздействия морской воды.
- В него поступает тепло из источника, возникающего в поздний период, но проявляющееся быстро с точки зрения геологии.
Команда считает, что формирование ядра самоподдерживаемое и способно выделять тепло, достаточное для обезвоживания силикатов. Это указывает на возможность ограниченной гидротермальной активности и вулканизма на морском дне в пределах Европы.
В конце 2024 года НАСА запустит миссию Europa Clipper, которая прибудет на Европу весной 2030 года. Благодаря недавней работе Трина, Бирсона и О’Рурка ученые смогут лучше интерпретировать данные с Europa Clipper, главной целью которого является оценка возможности существования жизни на ледяном спутнике.