Нутро Европы может быть достаточно горячим, чтобы питать вулканы на дне океана

Спутник Юпитера Европа имеет ледяную кору, которая покрывает огромный глобальный океан. Каменистый слой под ним может быть достаточно горячим, чтобы растаять и привести к образованию подводных вулканов.

Об этом рассказывают в НАСА.

Новые исследования и компьютерное моделирование показывают, что в недалеком прошлом вулканическая активность могла происходить на океаническом дне спутника Юпитера Европе — и, возможно, все еще происходит. Будущая миссия NASA "Europa Clipper", которая нацелена на запуск в 2024 году, пролетит близко к ледяному спутнику и проведет измерения, которые могут пролить свет на последние выводы.

Ученые имеют веские доказательства того, что Европа содержит огромный океан между своей ледяной корой и каменистыми глубинами. Новая работа показывает, как у спутника может быть достаточно внутреннего тепла, чтобы частично расплавить этот скалистый слой - процесс, который может питать вулканы на дне океана. Недавнее 3D-моделирование того, как внутреннее тепло производится и передается, является наиболее подробным и тщательным обследованием влияния этого внутреннего нагрева на спутник.

Понимание того, что каменистая мантия Европы достаточно горячая, чтобы растаять, заключается в сильном гравитационном притяжении, которое Юпитер оказывает на свои спутники. Когда Европа вращается вокруг газового гиганта, внутренняя часть ледяного спутника сгибается. В результате сгибания в нутре спутника выделяется энергия, которая затем пропитывается как тепло (вспомните, как многократное сгибание скрепки генерирует тепло). Чем сильнее внутренняя часть спутника сгибается, тем больше тепла производится.

Исследование, опубликованное недавно в "Geophysical Research Letters", подробно моделирует, как каменистая часть Европы может сгибаться и нагреваться под действием гравитации Юпитера. Оно показывает, куда тепло рассеивается и как оно расплавляет эту скалистую мантию, увеличивая вероятность возникновения вулканов на дне океана.

Вулканическая активность на Европе уже в течение десятилетий является темой спекуляций. Для сравнения, спутник Юпитера Ио, очевидно, имеет вулканическую активность. Сотни вулканов там извергают фонтаны лавы и выбрасывают вулканический газ и пыль высотой до 400 километров — активность, обусловленная тем же видом внутреннего нагрева, вызванным притяжением Юпитера. Но Европа находится дальше, чем Ио, от своей планеты, поэтому ученые задумывались, будет ли подобный эффект под ледяной поверхностью.

Выводы ученых позволяют предположить, что внутренняя часть спутника Юпитера Европы может состоять из железного ядра, окруженного скалистой мантией, которая непосредственно контактирует с океаном под ледяной корой. Новое исследование моделирует, как внутреннее тепло может питать вулканы на дне океана. NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll

Под руководством Марии Бегунковой из Карлова университета в Чешской Республике, авторы далее предположили, что вулканическая активность скорее всего будет происходить у полюсов Европы — широт, где производится больше тепла. Они также рассмотрели, как вулканическая деятельность могла развиваться со временем. Долговременные источники энергии дают больше возможностей для развития потенциальной жизни.

Подводные вулканы, если они существуют, могут питать такие гидротермальные системы, как питающие жизнь на дне океанов Земли. На Земле, когда морская вода контактирует с горячей магмой, взаимодействие приводит к выделению химической энергии. И именно химическая энергия этих гидротермальных систем, а не солнечного света, помогает поддерживать жизнь на глубинах наших океанов. Вулканическая деятельность на океаническом дне Европы была бы одним из способов поддержать потенциально жизнепригодную среду в океане этого спутника.

"Наши выводы дают дополнительные доказательства того, что подземный океан Европы может быть средой, пригодной для возникновения жизни", - сказала Бегункова. "Европа — одно из редких планетарных тел, которое могло поддерживать вулканическую активность в течение миллиардов лет, и, возможно, единственное за пределами Земли, которое имеет большие водоемы и долговременный источник энергии".

Непосредственные наблюдения

Ученые NASA иметь возможность испытать новые прогнозы, когда "Europa Clipper" достигнет своей цели в 2030 году. Космический аппарат выйдет на орбиту вокруг Юпитера и осуществит десятки приближений к Европе для картографирования этого спутника и исследования его состава. Среди научных данных, которые он соберет, - детальное обследование поверхности и пробы тонкой атмосферы спутника.

Наблюдение за поверхностью и атмосферой предоставят ученым возможность узнать больше о внутреннем океане спутника, если вода просочится сквозь ледяную кору. Ученые считают, что обмен материалом между океаном и корой оставит на поверхности следы морской воды. Они также считают, что в результате обмена может выделяться газ, а возможно даже шлейфы водяного пара с выбрасыванием частиц, которые могут содержать материалы, поступающие из океанического дна.

По мере того, как "Europa Clipper" будет измерять гравитацию и магнитное поле спутника, аномалии в этих районах, особенно в направлении полюсов, могут помочь подтвердить вулканическая активность, предусмотренную новым исследованием.

"Перспектива наличии горячей, каменистой внутренней части и вулканов на океаническом дне Европы увеличивает вероятность того, что океан Европы может быть жизнепригодной средой", - сказал научный сотрудник проекта "Europa Clipper" Роберт Паппалардо из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. "Возможно, мы сможем проверить это с помощью запланированных гравитационных и композиционных измерений Europa Clipper, что является захватывающей перспективой".

Подробнее о миссии

Такие миссии, как Europa Clipper, помогают сделать свой вклад в область астробиологии — междисциплинарного исследования изменчивости и условий далеких миров, где могла бы укрываться жизнь такой, какой мы ее знаем. Несмотря на то, что Europa Clipper не является миссией по выявлению жизни, она проведет детальную разведку Европы и исследует, способен ли ледяной спутник со своим подземным океаном поддерживать жизнь. Понимание жизнепригодности Европы поможет ученым лучше понять, как развивалась жизнь на Земле и какова вероятность поиска жизни за пределами нашей планеты.

Под руководством Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния, Лаборатория реактивного движения возглавляет разработку миссии "Europa Clipper" совместно с Лабораторией прикладной физики Джона Хопкинса в штате Мэриленд для Дирекции научной миссии НАСА в Вашингтоне. Управление программой миссии "Europa Clipper" осуществляет Отдел программ планетарных миссий в Центре космических полетов НАСА имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.