Нутро Європи може бути досить гарячим, щоб живити вулкани на дні океану

Супутник Юпітера Європа має крижану кору, яка покриває величезний глобальний океан. Кам’янистий шар під ним може бути досить гарячим, щоб розтанути і призвести до утворення підводних вулканів.

Про це розповідають в НАСА.

Нові дослідження та комп’ютерне моделювання показують, що в недалекому минулому вулканічна активність могла відбуватися на океанічному дні супутника Юпітера Європі — і, можливо, все ще відбувається. Майбутня місія NASA “Europa Clipper”, що націлена на запуск у 2024 році, пролетить близько до крижаного супутника та проведе вимірювання, які можуть пролити світло на останні висновки.

Вчені мають вагомі докази того, що Європа містить величезний океан між своєю крижаною корою та кам’янистими глибинами. Нова робота показує, як у супутника може бути достатньо внутрішнього тепла, щоб частково розплавити цей скелястий шар — процес, який може живити вулкани на дні океану. Нещодавнє 3D-моделювання того, як внутрішнє тепло виробляється і передається, є найбільш детальним і ретельним обстеженням впливу цього внутрішнього нагрівання на супутник.

Розуміння того, що кам'яниста мантія Європи досить гаряча, щоб розтанути, полягає в сильному гравітаційному тяжінні, яке Юпітер чинить на свої супутники. Коли Європа обертається навколо газового гіганта, внутрішня частина крижаного супутника згинається. У результаті згинання у нутрі супутника виділяється енергія, яка потім просочується як тепло (згадайте, як багаторазове згинання скріпки генерує тепло). Чим сильніше внутрішня частина супутника згинається, тим більше тепла виробляється.

Дослідження, опубліковане нещодавно в “Geophysical Research Letters”, детально моделює, як кам'яниста частина Європи може згинатися і нагріватися під дією гравітації Юпітера. Воно показує, куди тепло розсіюється і як воно розплавляє цю скелясту мантію, збільшуючи ймовірність виникнення вулканів на дні океану.

Вулканічна активність на Європі вже протягом десятиліть є темою спекуляцій. Для порівняння, супутник Юпітера Іо, очевидно, має вулканічну активність. Сотні вулканів там вивергають фонтани лави і викидають вулканічний газ і пил висотою до 400 кілометрів — активність, яка обумовлена тим самим видом внутрішнього нагрівання, спричиненим притягненням Юпітера. Але Європа знаходиться далі, ніж Іо, від своєї планети, тому вчені замислювались, чи буде подібний ефект під крижаною поверхнею.

Висновки вчених дозволяють припустити, що внутрішня частина супутника Юпітера Європи може складатися із залізного ядра, оточеного скелястою мантією, що безпосередньо контактує з океаном під крижаною корою. Нове дослідження моделює, як внутрішнє тепло може живити вулкани на дні океану. NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll

Під керівництвом Марії Бєгункової з Карлового університету в Чеській Республіці, автори далі передбачили, що вулканічна активність найімовірніше відбуватиметься біля полюсів Європи — широт, де виробляється найбільше тепла. Вони також розглянули, як вулканічна діяльність могла розвиватися з часом. Довготривалі джерела енергії дають більше можливостей для розвитку потенційного життя.

Підводні вулкани, якщо вони існують, можуть живити такі гідротермальні системи, як ті, що живлять життя на дні океанів Землі. На Землі, коли морська вода контактує з гарячою магмою, взаємодія призводить до виділення хімічної енергії. І саме хімічна енергія цих гідротермальних систем, а не сонячного світла, допомагає підтримувати життя на глибинах наших океанів. Вулканічна діяльність на океанічному дні Європи була б одним із способів підтримати потенційно життєпридатне середовище в океані цього супутника.

"Наші висновки дають додаткові докази того, що підземний океан Європи може бути середовищем, придатним для виникнення життя", - сказала Бєгункова. "Європа - одне з рідкісних планетарних тіл, яке могло підтримувати вулканічну активність протягом мільярдів років, і, можливо, єдине за межами Землі, яке має великі водойми і довготривале джерело енергії".

Прямі спостереження

Вчені NASA матимуть можливість випробувати нові прогнози, коли “Europa Clipper” досягне своєї мети в 2030 році. Космічний апарат вийде на орбіту навколо Юпітера і здійснить десятки наближень до Європи для картографування цього супутника та дослідження його складу. Серед наукових даних, які він збиратиме, - детальне обстеження поверхні та проби тонкої атмосфери супутника.

Спостереження за поверхнею та атмосферою нададуть вченим можливість дізнатися більше про внутрішній океан супутника, якщо вода просочиться крізь крижану кору. Вчені вважають, що обмін матеріалом між океаном і корою залишить на поверхні сліди морської води. Вони також вважають, що в результаті обміну може виділятися газ, а можливо навіть шлейфи водяної пари з викиданням частинок, які можуть містити матеріали, що надходять з океанічного дна.

У міру того, як “Europa Clipper” вимірюватиме гравітацію і магнітне поле супутника, аномалії в цих районах, особливо у напрямку до полюсів, можуть допомогти підтвердити вулканічну активність, передбачену новим дослідженням.

"Перспектива наявності гарячої, кам’янистої внутрішньої частини та вулканів на океанічному дні Європи збільшує ймовірність того, що океан Європи може бути життєпридатним середовищем", - сказав науковий співробітник проекту “Europa Clipper” Роберт Паппалардо з Лабораторії реактивного руху НАСА в Південній Каліфорнії. "Можливо, ми зможемо перевірити це за допомогою запланованих гравітаційних та композиційних вимірювань Europa Clipper, що є захоплюючою перспективою".

Детальніше про місію

Такі місії, як Europa Clipper, допомагають зробити свій внесок в область астробіології — міждисциплінарного дослідження мінливості та умов далеких світів, де могло б укриватися життя таким, яким ми його знаємо. Незважаючи на те, що Europa Clipper не є місією з виявлення життя, вона проведе детальну розвідку Європи та дослідить, чи здатний крижаний супутник зі своїм підземним океаном підтримувати життя. Розуміння життєпридатності Європи допоможе вченим краще зрозуміти, як розвивалося життя на Землі та яка ймовірність пошуку життя за межами нашої планети.

Під керівництвом Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені, штат Каліфорнія, Лабораторія реактивного руху очолює розробку місії “Europa Clipper” у партнерстві з Лабораторією прикладної фізики Джона Хопкінса у штаті Меріленд для Дирекції наукової місії НАСА у Вашингтоні. Управління програмою місії “Europa Clipper” здійснює Відділ програм планетарних місій в Центрі космічних польотів НАСА імені Маршалла в Хантсвіллі, штат Алабама.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.