Европа, спутник Юпитера с водой, CO₂ и захватывающими возможностями | Наука

Наблюдения, сделанные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, предполагают наличие CO₂. на поверхности Европы, спутник Юпитера. Эта луна покрыта толстым слоем льда, под которым может находиться глобальный океан.

Это открытие открывает ряд увлекательных возможностей. CO₂ может иметь внешнее происхождение; но оно могло просочиться и через сами недра (или субхиело). Одним из вариантов было бы, чтобы Европейский океан содержал большое количество растворенного CO₂, как, с другой стороны, происходит с океанами Земли. Другой, более интригующий, заключается в том, что это побочный продукт разложения органических соединений. Не живые существа, конечно; просто углеродные соединения, такие как аминокислоты или другие подобные соединения.

Месторождения сосредоточены в районе под названием Тара Регио и возникли сравнительно недавно. Условия, преобладающие на поверхности Европы, означают, что CO₂ не является стабильным в течение длительного времени. К сожалению, извержения гейзеров в Европе не часты. вроде тех, что происходят на Энцеладепотому что его спектрографический анализ помог бы установить существование растворенных солей, точно так же, как это происходит с хлоридом натрия в наших морях.

Сегодня считается само собой разумеющимся, что в Солнечной системе есть как минимум три мира, под поверхностью которых скрыты глобальные океаны: Европа и Ганимед, спутники Юпитера, и Энцелад со стороны Сатурна. То же самое подозревается и в отношении двух других, хотя доказательства менее убедительны: Каллисто на Юпитере и Титан на Сатурне. И есть другие кандидаты, по которым у нас недостаточно данных: Тритон, вращающийся вокруг ледяного Нептуна и некоторые другие, подобные Дионе; и карликовые планеты Церера и Плутон.

На возможность существования глобального океана в Европе уже намекали более 25 лет назад, когда зонд Галилеона орбите вокруг Юпитер, прошел на небольшом расстоянии от спутника (около 5300 километров) и передал подробные фотографии его ледяной поверхности. Некоторые демонстрировали то, что стали называть «ледяными плотами».

Так называли обломки в несколько километров, очень напоминавшие таблитчатые айсберги, образующиеся в Арктика во время весенней оттепели. Разница в том, что в этом случае они не плавали свободно, а словно снова застыли в произвольных положениях: канавки, пересекающие их поверхность, сломались и двигались, как плохо собранный пазл, а между исходными пластинами можно было увидеть участки, где лед была реформирована без определенной структуры.

Эта хаотичная картина свидетельствовала о том, что ледяной покров был относительно тонким. Возможно, несколько километров. Есть те, кто оценивает ее всего в несколько сотен метров. Под ним скрывается глубокий океан, глубина которого, по оценкам моделей, составляет от 80 до 150 километров. Если это подтвердится, маленькая Европа может содержать двойную или тройную вода чем все океаны на Земле.

Существование этого жидкого океана также предполагает наличие определенного источника тепла. Галилеевы спутники — это замороженные миры со скалистым неизверженным ядром. Единственная возможность состоит в том, что потепление происходит из других источников, таких как гравитационное притяжение, которое оказывает на них Юпитер.

Из-за воздействия приливных сил большая часть спутники Они всегда сохраняют одно и то же лицо, обращенное к планете, лицо, которое, кроме того, представляет собой некоторую выпуклость именно благодаря этому притяжению. Ио, Европа и Ганимед (в порядке близости к планете) также имеют явление орбитального резонанса. На каждый оборот, совершаемый Ганимедом, Европа совершает два, а Ио — четыре. Это заставляет их с некоторой частотой выравниваться, а соответствующее гравитационное притяжение деформирует их орбиты, делая их несколько более эксцентричными.

В результате по мере движения спутника по своей траектории гравитационное притяжение планеты в сочетании с разной скоростью спутника вызывает в нем очень интенсивные деформации. Подсчитано, что поверхность луны Ио поднимается и опускается, как лифт, на высоту до 100 метров за раз. Трение камней внутри может поднять температуру в ядре до 2000 градусов. Ио, имеющее одновременно 150 активных кратеров, является самым вулканическим телом в Солнечной системе. И он лишь немногим больше наша луна.

Похожий эффект, хотя и гораздо менее интенсивный, наблюдается на Европе и способствует сохранению жидкого состояния подземного океана. В 2012 году телескоп «Хаббл» обнаружил выбросы водяного пара с южного полюса. Галилеов течение восьми лет на орбите вокруг Юпитерникогда не обнаруживал.

Но Галилео Он действительно внес свой вклад в открытие океана Европы с помощью другого инструмента: своего магнитометра. Это оборудование, предназначенное для изучения жесткого магнитного поля Юпитера, обнаружило небольшие нарушения, когда оно проходило вблизи Европы. Очевидно, существовало еще одно поле, мешающее основному. И это могло быть связано только с наличием электрических токов внутри спутника.

Вода Чистая среда не является электропроводящей, но такова, когда она содержит растворенные соли. Если подо льдом Европы существуют крупные залежи воды, само магнитное поле Юпитера будет индуцировать слабые токи, которые, в свою очередь, будут ответственны за аномалии, обнаруженные магнитометром.

Ледяная шапка Европа «отделяет» свою поверхность от каменистой остальной части звезды. Трещины, видимые на нем, могут быть шрамами, оставленными приливными движениями (в три раза менее интенсивными, чем на Ио), а землистый цвет, видимый на некоторых, может соответствовать соляным отложениям, выходящим из недр. Зонд Галилео взял несколько спектров, которые предполагают наличие сульфатов кальция и магния.

В любом случае это был очень незначительный эффект, гораздо меньший, чем тот, который тот же зонд обнаружил на Ганимеде. Это гораздо больший мир, даже больше, чем планета Меркурий. В 2015 году телескоп Хаббл обнаружил удивительное присутствие полярных сияний над темным полушарием. Это позволило провести новый анализ ее магнитного поля, указывающий на наличие, как и на Европе, скрытого океана и, по всей вероятности, металлический сердечник состоит из железа и никеля.

Океан Ганимеда может быть даже глубже, чем океан Европы. До 300 километров, то есть втрое больше, чем Марианская впадина. В глубине души давление невообразимо. Если концентрация солей высока, их совместное действие может вызвать появление слоев очень плотного льда, чередующихся с большими объемами воды, как если бы это была огромная луковица.

Самый плотный лед, называемый льдом VI, настолько плотен, что даже не плавает в воде. Если он существует на дне Ганимеда, он может достичь ледяного слоя, окружающего металлическое ядро. Наверху, при более низких уровнях давления, вода замерзла бы в другие формы льда, очень плотные из-за присутствия солей. Когда со временем они выпадают в осадок, ледоблегченный, будет плавать, как если бы снег падал «вверх» — явление, вероятно, уникальное для Солнечной системы.

Если океан Ганимеда простирается до мантии, растворенные соли будут единственным типом питательных веществ, которые, как можно ожидать, могут поддерживать гипотетические формы жизни. Это очень недостаточный ресурс. Поэтому, когда оно закончится миссия зонда СОК который сейчас находится на пути, врежется в Ганимед, где опасность биологическое загрязнение кажется незначительным. Если только вы не отправите данные, которые заставят вас передумать.

В Европе панорама другая. Глубины его океана могут соприкасаться с каменистым дном. И именно здесь открываются удивительные возможности. Например, наличие гидротермальных источников, подобных тем, которые были обнаружены на Земле, способных обеспечить минералами и энергией создание целой собственной экосистемы, независимой от окружающей среды. Солнечный лучик, который, конечно, не достиг бы таких глубин. Внутреннего тепла спутника, создаваемого приливными изгибами, было бы достаточно, чтобы питать эти струи, а океанские течения распределяли бы питательные вещества по морскому дну.

Другие кандидаты еще более экзотичны. Титан Это холодный мир с обедненной кислородом атмосферой и метеорологией, основанной на углеводородах. Малый Энцелад более перспективен, особенно потому, что под его ледяной коркой подтверждено существование соленой воды; вода, которая часто выходит из трещин, проходящих вдоль южного полюса. Экзобиология, которая до недавнего времени была очень спекулятивной, находится на пути к тому, чтобы стать экспериментальной.

Вы можете следить МАТЕРИЯ в Фейсбук, Твиттер е Инстаграмнажмите здесь, чтобы получить наш еженедельный информационный бюллетень.