Согласно последней компьютерной модели, химические вещества, образующиеся на поверхности Европы, спутника Юпитера, способны проникать в океан, расположенный под слоем льда. Планетологи считают, что этот механизм обеспечивает доставку химических соединений, необходимых для возникновения жизни, в скрытые, темные глубины подледного пространства. Данное открытие позволяет лучше понять, как луна поддерживает химическую активность своего океана и почему она остается одним из наиболее вероятных мест для обнаружения внеземной жизни в Солнечной системе.
Европа – один из четырех самых больших спутников Юпитера, впервые обнаруженный Джованни Галилеем в 1610 году. Диаметр этого небесного тела составляет приблизительно 3120 километров, а его поверхность характеризуется массивным слоем льда, изрезанным трещинами и полосами. Согласно данным, полученным в ходе миссий «Вояджер» и «Галилео», под этой ледяной оболочкой находится обширный океан жидкой воды, потенциальная глубина которого может превышать 100 километров – это больше, чем суммарная глубина всех океанов на Земле.
Ученые считают, что подледный океан находится в непрерывном движении из-за приливного нагрева: гравитационное воздействие газового гиганта и расположенных рядом спутников вызывает растяжение и сжатие внутренних слоев Европы, генерируя тепло, достаточное для поддержания воды в жидком виде. В таких условиях химические взаимодействия между водой, минералами и солями способны формировать питательную среду для микробных организмов. Ранее на этом небесном теле обнаружили следы аммиака — своеобразного «антифриза», делающего океан более устойчивым к замерзанию.
Новое объяснение того, как химические соединения с поверхности Европы, спутника Юпитера, попадают в ее подледниковый океан, предложили исследователи из Вирджинского политехнического института и Университета штата Вашингтон (США). В своем исследовании авторы, опубликованной в журнале The Planetary Science Journal, исследователи обратили внимание на «солевую вязкую конвергенцию» (viscous dripping) – процесс, в ходе которого соленый лед медленно погружается в подповерхностный океан.
Созданная для проверки выдвинутой гипотезы компьютерная модель продемонстрировала, что в зонах, где лед насыщен солями, его плотность возрастает, а вязкость снижается. Благодаря этому «ослабленные» участки начинают постепенно опускаться вглубь ледяного покрова, транспортируя поверхностные окислители, например кислород и пероксид водорода, к основанию ледяной коры, где они могут взаимодействовать с океанической водой.
Этот тающий соленый лед может транспортировать материю с поверхности в океан на протяжении миллионов лет. Продолжительность этого процесса, варьирующаяся от 30 000 до 10 миллионов лет, определяется концентрацией соли и температурой льда – это довольно быстрый период с точки зрения геологических масштабов.
Этот процесс показал высокую эффективность в районах, где высокое содержание натрия и магния, что подтверждается результатами наблюдений, полученными с помощью зонда «Галилео» и космического телескопа «Хаббл». Границы этих зон остаются неизменными, тем самым фиксируя перемещающиеся участки, что, по мнению планетологов, вызывает растяжение и истончение ледяного покрова и может являться причиной появления трещин и полос на поверхности Европы.
Стекание льда может способствовать химическим реакциям между океаном и его поверхностью, что имеет решающее значение для возможности существования экосистемы. В случае, если в глобальный океан Луны попадают окислители, такие как кислород, пероксид водорода или формальдегид, они способны служить источником энергии для организмов, подобных земным микробам, живущим вблизи подводных вулканических источников.
Подтвердить выводы, представленные в статье, сможет миссия NASA Europa Clipper, которая прибудет к месту назначения в 2030 году. В течение четырех лет аппарат, оснащенный инновационными инструментами, выполнит примерно 50 пролетов мимо Европы, собирая данные о ее поверхности, атмосфере и подледном океане с помощью масс-спектрометра MASPEX и ультрафиолетового спектрометра Europa-UVS.