Търсенето на живот на ледената луна на Юпитер Европа се оказва по-сложно от очакваното, информира ScienceDaily. Ледената обвивка на Европа може да е много по-сериозна преграда, отколкото се смяташе досега, тъй като тя задържа мистериозния океан дълбоко под повърхността на спътника.
Европа привлича вниманието на учените от десетилетия, тъй като под замръзналата ѝ повърхност може да се крие огромен океан от течна вода.
Този скрит океан превърна ледената луна на Юпитер в едно от местата в Слънчевата система, вдъхващо значителни надежди за откриването на условия, подходящи за извънземен живот. Ново изследване, ръководено от учения Луджендра Оджха от университета „Рътгърс“ в САЩ, показва, че достигането до материал от дълбокия океан на Европа може да е много по-трудно, отколкото се смяташе досега.
В проучване, публикувано в списание Nature Astronomy, Оджха и неговите колеги използват компютърни симулации, за да изследват дали вода от глобалния океан на Европа може да се придвижва нагоре през пукнатини в ледената кора и да се натрупва в плитки подповърхностни резервоари. Ако такива резервоари съществуват, бъдещи космически апарати биха могли по-лесно да ги откриват или изследват, отколкото в дълбоко разположения океан.
„Искахме да разберем дали това пътуване е възможно“, казва Оджха, доцент в Департамента по науки за Земята и планетите към Училището по изкуства и науки на университета „Рътгърс“.
„Може ли течната вода да се издигне от дълбокия океан на Европа към повърхността, без да замръзне по пътя?“, е въпросът, който учените са си задали. Резултатите показват, че движението от дълбокия океан към горните слоеве на леда е много по-малко вероятно, отколкото много от тях са предполагали.
„Има ледена обвивка, има вода под нея и съществуват много предположения как тази вода може да дойде от дълбоките слоеве и да стигне чак до повърхността, без да замръзне по пътя. Именно това смятаме, че опровергахме“, казва Оджха.
Заключението може значително да промени начина, по който учените ще тълкуват бъдещи открития на Европа. Ако космически апарати открият плитки резервоари с течна вода под повърхността, тези водни маси може да не произлизат от дълбокия океан на Европа. Вместо това те може да са се образували при локално разтопяване на части от ледената кора.
Това различие е важно, защото учените се интересуват от спътника на Юпитер заради съчетанието от течна вода, химични вещества и енергия – фактори, които са от основно значение при оценката дали дадена среда може да поддържа живот. Плитката вода би била много по-лесна за изследване от дълбоко скрития океан. Но ако тези резервоари са отделени от него, те може да дадат малко информация за най-интересната от научна гледна точка среда на Европа.
Резултатите идват в момент, когато две големи космически мисии пътуват към системата на Юпитер. Мисията на НАСА Europa Clipper беше изстреляна през октомври 2024 г. и се очаква да достигне Юпитер през април 2030 г. Тя ще обикаля около планетата и ще извърши 49 близки прелитания край Европа. Мисията на Европейската космическа агенция Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) беше изстреляна през април 2023 г. и се очаква да пристигне при Юпитер през юли 2031 г.
Двата космически апарата трябва да предоставят по-ясна картина за ледената кора на Европа, химичния състав на повърхността и възможните подповърхностни води. Радарът на Europa Clipper може да помогне на учените да установят дали съществуват плитки резервоари и да разкрият техния размер и структура.
Дълбоко под изключително студената повърхност на Европа се крие глобален океан, който остава течен благодарение на силното приливно въздействие на Юпитер. Гравитационните сили на планетата-гигант постоянно разтягат и свиват луната, а това движение генерира вътрешна топлина, която се задържа под дебелата ледена кора.
Новото изследване разглежда т.нар. дайкове - тесни пукнатини, които теоретично могат да служат като канали за движение на океанска вода нагоре през леда. Идеята наподобява начина, по който магмата си проправя път през земната кора преди вулканични изригвания. При ледените светове тези процеси се задвижват от вода и лед вместо от разтопени скали и се наричат криовулканизъм.
Оджха обаче предупреждава, че сравнението между двата процеса има ясни ограничения.
„Ледът и течната вода са фундаментално различни от лавата и вулканите, които виждаме на Земята. Смятам, че в досегашните модели липсва част от основната физика и точно това ме мотивира да направя проучването“, обяснява той.
Един от факторите, които предишните модели вероятно са подценявали, е турбулентността. По-ранните симулации често приемаха, че водата се издига през леда на Европа сравнително равномерно. Новото изследване обаче показва, че тя би се движила бързо и хаотично, като се смесва със студените стени на пукнатината и бързо отдава топлината си на околния лед.
„Тази вода, която ще се издига нагоре, ще бъде турбулентна. Ще се движи наляво и надясно, нагоре и надолу, със завихрящо движение. Когато това се случи, течната вода ще се охлажда много бързо, когато се приближава към повърхността“, казва Оджха.
Когато издигащата се вода губи топлина, тя може да се преохлади - тоест да остане течна дори след като температурата ѝ падне под нормалната точка на замръзване. В това състояние започват да се образуват малки ледени кристали, които с течение на времето се натрупват и блокират канала.
Според симулациите тесните пукнатини се затварят от замръзване само за няколко часа. По-широките биха могли да пренасят повече вода при идеални условия, но турбулентността прави подобен сценарий много по-малко вероятен. Учените установяват, че за пренасянето на достатъчно количество течност, което да формира видимите релефни форми по повърхността на Европа, биха били необходими нереалистично дълги или необичайно голям брой разломи.
Резултатите показват възможен сценарий, при който всяка плитка течна вода на Европа се е образувала отделно от глобалния океан. Вместо да идва от големи дълбочини, тя може да е резултат от локално нагряване и разтопяване на части от ледената кора.
„Нашето изследване показва, че ледената обвивка на Европа може да бъде по-силна преграда между океана и повърхността, отколкото се предполагаше досега. Това ще помогне на бъдещите мисии да тълкуват откритията си и да разберат по-добре къде да търсят признаци за обитаемост“, казва Оджха.
