По мнению ученых, под ледяной оболочкой юпитерианской луны Европы, вероятно, находится обширный океан, однако его пригодность для жизни вызывает сомнения. В ходе недавнего исследования специалисты предприняли попытку определить уровень геологической активности внутри спутника и сделали не самый оптимистичный вывод: тектонические процессы, скорее всего, не могут обеспечить поступление минералов в водную среду.
В 2013 году телескоп «Хаббл» зафиксировал выбросы водяного пара в районе Южного полюса спутника Юпитера — Европы. По оценкам, они поднимались на высоту в сотни километров. Это считают одним из важнейших подтверждений того, что под ледяной корой луны действительно есть слой незамерзающей воды.
Ученые полагают, что выброс вещества на поверхность Европы обусловлен теми же процессами, которые поддерживают существование подледного океана – гравитационным влиянием Юпитера. Двигаясь по орбите вокруг газового гиганта, Европа постоянно подвергается едва заметным сжимающим и растягивающим воздействиям. Это приводит к внутреннему трению и, как следствие, нагревает луну изнутри.
Согласно преобладающей гипотезе, на поверхности Европы местами наблюдается образование трещин во льду, причем в южной полярной области они углубляются сильнее всего и, возможно, достигают океана. Под воздействием непрерывного гравитационного давления и растяжения эти разломы время от времени поглощают воду и переносят ее на поверхность.
Существует и более привлекательная гипотеза: трение, вызванное приливными силами, в недрах Европы может создавать на дне ее океана гидротермальные источники, подобные «черным курильщикам». Предполагается, что именно вблизи этих потоков, насыщенных минералами и горячей водой, могла зародиться первая жизнь на Земле. В настоящее время хемосинтезирующие организмы продолжают существовать в полной темноте на дне земных океанов, благодаря гидротермальным системам.
Недавние открытия послужили стимулом для группы ученых из США и Канады, занимающихся изучением планет, чтобы определить вероятность современной тектонической активности на дне подледного океана Европы. Специалисты пришли к выводу, что без активных геологических разломов вода в недрах этого небесного тела не сможет получать необходимые элементы из его силикатной мантии, что важно для поддержания возможной внеземной жизни.
В статье для издания Nature Communications ученые рассмотрели четыре возможных механизма создания напряжения на каменном океанском дне спутника: деформацию под действием приливных сил Юпитера, глобальное сжатие Европы по мере ее постепенного остывания, движение горячей магмы в силикатной мантии и образование гидратированных минералов: когда породы «вбирают» в себя воду, то есть «встраивают» ее молекулы в свою кристаллическую структуру, они увеличиваются в объеме.
Проведенные расчеты позволили ученым сделать пессимистичный вывод: ни один из рассматриваемых методов не способен вызвать формирование значительных разломов на дне океана Европы. По мнению планетологов, для этого гравитационное воздействие Юпитера должно генерировать внутри спутника напряжение не менее 2,1 миллиона паскалей, однако фактически оно создает не более 54 тысяч. Аналогичная ситуация наблюдается и с процессом сжатия, вызванным охлаждением. Лишь существенное уменьшение диаметра каменного ядра Европы на километр могло бы привести к его растрескиванию, что представляется маловероятным.
Даже при наиболее благоприятных условиях мантийная конвекция оказалась на несколько порядков слабее необходимого уровня. Кроме того, проникновение воды в твердые породы может формировать разломы на дне не более чем на трех километрах в глубину, а температура там превышает температуру океана лишь на несколько десятков градусов. Водоемы, известные как «черные курильщики» на Земле, выбрасывают воду значительно большей температуры.
Тем не менее, ученые не исключают полностью возможность существования энергии, необходимой для поддержания жизни, в этой внеземной воде. Например, в недрах Европы может наблюдаться распад радиоактивных веществ. Этот процесс способен разрушать молекулы воды на водород и кислород, что потенциально может служить источником питания для гипотетических микроорганизмов.