На спутнике Юпитера, Европе, “хаотические рельефы” могут доставлять кислород в океан

Соленая вода в ледяной оболочке спутника Юпитера Европы может переносить кислород в покрытый льдом океан жидкой воды, где он может способствовать поддержанию инопланетной жизни.

Так считает группа исследователей под руководством Техасского университета в Остине, рассказывают в вузе.

Эта теория была предложена и другими, но ученые подтвердили ее на практике, построив первую в мире компьютерную симуляцию процесса, основанного на физике, в которой кислород перемещается по соленой воде под "хаотическим ландшафтом" спутника, состоящего из трещин, хребтов и ледяных глыб, покрывающих четверть ледяного мира.

Результаты показывают, что не только возможна такая транспортировка, но и то, что количество кислорода, вносимого в океан Европы, может быть на одном уровне с количеством кислорода в сегодняшних океанах Земли.

«Наше исследование переводит этот процесс в область возможного», - сказал ведущий исследователь Марк Гессе, профессор кафедры геологических наук Школы геонаук Джексона при Техасском университете. «Оно дает решение того, что считается одной из выдающихся проблем жизнепригодности подповерхностного океана Европы».

Исследование было недавно опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Изображение хаотического рельефа на поверхности спутника Юпитера Европе. Credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Европа является лучшим местом для поиска инопланетной жизни, поскольку ученые обнаружили признаки присутствия там кислорода и воды, а также химических веществ, которые могут служить питательными веществами. Однако ледяная оболочка спутника, толщина которой оценочно составляет около 24 километров, служит барьером между водой и кислородом, генерируемым солнечным светом и заряженными частицами Юпитера, которые ударяются о ледяную поверхность.

Если жизнь — какой мы её знаем — существует в океане, то должен быть способ доставки к ней кислорода. По мнению Гессе, наиболее вероятным сценарием, основанным на имеющихся данных, является перенос кислорода соленой водой, или рассолом.

Ученые считают, что хаотические рельефы образуются над регионами, где ледяной панцирь Европы частично тает, образуя рассол, который может смешиваться с кислородом с поверхности. Компьютерная модель, созданная исследователями, показала, что происходит с рассолом после образования хаотической местности.

Модель показала, что рассол стекает особым образом, приобретая форму «волн пористости», в результате чего поры во льду на мгновение расширяются, позволяя рассолу пройти через них, прежде чем они снова уплотнятся. Гессе сравнивает этот процесс с классическим гэгом в мультфильмах, когда выпуклость воды проходит по садовому шлангу.

Созданная исследователями физическая модель показывает, что рассол и кислород на поверхности Европы переносятся «волнами пористости» (шаровидной формы) через ледяную оболочку спутника в океан из жидкой воды под ней. На диаграмме показано время (в тысячах лет) и глубина ледового панциря (в километрах). Красный цвет указывает на более высокий уровень кислорода. Синий означает более низкий уровень кислорода. Credit: Hesse et al.

Этот вид транспортировки очевидно является эффективным способом переноса кислорода через лед, при этом 86% кислорода, поглощенного на поверхности, движется волной вплоть до океана. Но имеющиеся данные позволяют определить широкий диапазон уровней кислорода, доставляемого в океан Европы в течение ее истории, причем оценки коэффициента варьируются в 10 000 раз.

По словам соавтора Стивена Венса, научного сотрудника Лаборатории реактивного движения (JPL) и руководителя Группы планетарных интерьеров и геофизики в NASA, по самым высоким оценкам, уровень кислорода в океане Европы будет аналогичен уровню кислорода в океанах Земли, что повышает надежду на то, что этот кислород может поддерживать жизнь в скрытом море.

«Соблазнительно подумать о каких-то аэробных организмах, живущих прямо подо льдом», — сказал он.

Венс указал, что предстоящая миссия NASA Europa Clipper в 2024 году может помочь улучшить оценки содержания кислорода и других компонентов жизни на ледяном спутнике.

Европа Clipper. Иллюстрация NASA/JPL-Caltech

Кевин Хенд, ученый, сосредоточившийся на исследованиях Европы в JPL и не участвовавший в исследовании, сказал, что исследование дает убедительное объяснение переноса кислорода на Европе.

«Мы знаем, что на поверхности Европы есть такие полезные соединения, как кислород, но попадают ли они в океан внизу, где жизнь может использовать их?», - сказал он. «В работе Гессе и его коллег ответ, похоже, положительный».

Кроме работы в Школе Джексона, Гессе также является исследователем в Центре жизнепригодности планетарных систем и Институте вычислительной техники и наук Одена в Техасском университете.

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