На супутнику Юпітера, Європі, “хаотичні рельєфи” можуть доставляти кисень до океану

Солона вода в крижаній оболонці супутника Юпітера Європи може переносити кисень у вкритий льодом океан рідкої води, де він потенційно може сприяти підтримуванню інопланетного життя.

Так вважає група дослідників під керівництвом Техаського університету в Остіні, розповідають у виші.

Ця теорія була запропонована й іншими, але вчені підтвердили її на практиці, побудувавши першу у світі комп’ютерну симуляцію процесу, заснованого на фізиці, в якій кисень переміщується по солоній воді під "хаотичним ландшафтом" супутника, який складається з тріщини, хребтів та крижаних брил, що покривають чверть крижаного світу.

Результати показують, що не тільки можливе таке транспортування, але й те, що кількість кисню, що вноситься в океан Європи, може бути на одному рівні з кількістю кисню в сьогоденних океанах Землі.

«Наше дослідження переводить цей процес в область можливого», — сказав провідний дослідник Марк Гессе, професор кафедри геологічних наук Школи геонаук Джексона при Техаському університеті. «Воно надає вирішення того, що вважається однією з видатних проблем життєпридатності підповерхневого океану Європи».

Дослідження було нещодавно опубліковане в журналі Geophysical Research Letters.

Зображення хаотичного рельєфу на поверхні супутника Юпітера Європі. Credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Європа є найкращим місцем для пошуку інопланетного життя, оскільки вчені виявили ознаки присутності там кисню та води, а також хімічних речовин, які можуть служити поживними речовинами. Однак крижана оболонка супутника, товщина якої за оцінками становить близько 24 кілометри, слугує бар’єром між водою та киснем, що генерується сонячним світлом і зарядженими частинками Юпітера, які вдаряються об крижану поверхню.

Якщо життя — яким ми його знаємо — існує в океані, то мав би бути спосіб доставлення до нього кисню. На думку Гессе, найбільш вірогідним сценарієм, заснованим на наявних даних, є перенесення кисню солоною водою, або розсолом.

Вчені вважають, що хаотичні рельєфи утворюються над регіонами, де крижаний панцир Європи частково тане, утворюючи розсіл, який може змішуватися з киснем з поверхні. Комп’ютерна модель, створена дослідниками, показала, що відбувається з розсолом після утворення хаотичної місцевості.

Модель показала, що розсіл стікає особливим чином, набуваючи форму «хвиль пористості», у результаті чого пори в льоді на мить розширюються, дозволяючи розсолу пройти через них, спершу ніж вони знову ущільняться. Гессе порівнює цей процес із класичним ґеґом у мультфільмах, коли випуклість води проходить по садовому шлангу.

Створена дослідниками фізична модель показує, що розсіл і кисень на поверхні Європи переносяться «хвилями пористості» (кулястої форми) через крижану оболонку супутника до океану з рідкої води під нею. На діаграмі показано час (у тисячах років) і глибина льодового панцира (у кілометрах). Червоний колір вказує на більш високий рівень кисню. Синій означає більш низький рівень кисню. Credit: Hesse et al.

Цей вид транспортування очевидно є ефективним способом перенесення кисню крізь лід, при цьому 86% кисню, поглинутого на поверхні, рухається хвилею аж до океану. Але наявні дані дозволяють визначити широкий діапазон рівнів кисню, що доставляється в океан Європи протягом її історії, при чому оцінки коефіцієнту варіюються у 10 000 разів.

За словами співавтора Стівена Венса, наукового співробітника Лабораторії реактивного руху (JPL) та керівника Групи планетарних інтер’єрів і геофізики в NASA, за найвищими оцінками, рівень кисню в океані Європи буде аналогічним до рівня кисню в океанах Землі, що підвищує сподівання на те, що цей кисень може підтримувати життя в прихованому морі.

«Спокусливо подумати про якісь аеробні організми, що живуть просто під льодом», — сказав він.

Венс вказав, що майбутня місія NASA “Europa Clipper” у 2024 році може допомогти покращити оцінки вмісту кисню та інших компонентів життя на крижаному супутнику.

Europa Clipper. Ілюстрація NASA/JPL-Caltech

Кевін Хенд, науковець, який зосередився на дослідженнях Європи в JPL та не брав участі в дослідженні, сказав, що дослідження дає переконливе пояснення перенесення кисню на Європі.

«Ми знаємо, що на поверхні Європи є такі корисні сполуки, як кисень, але чи потрапляють вони в океан внизу, де життя може їх використовувати?», - сказав він. «У роботі Гессе та його колег відповідь, схоже що, є позитивною».

Окрім роботи в Школі Джексона, Гессе також є дослідником у Центрі життєпридатності планетарних систем та Інституті обчислювальної техніки та наук Одена в Техаському університеті.

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