В ледяной коре Европы могут скрываться залежи жидкой воды

Новое исследование НАСА предполагает, что извержения воды на спутнике Юпитера происходят из неглубоких резервуаров жидкой воды. Зонд Europa Clipper, который будет запущен в 2024 году, сможет провести исследования в этой области.

Первый шаг в поиске жизни в Солнечной системе - найти воду в жидком состоянии. Именно поэтому НАСА в 2024 году запустит зонд Europa Clipper, который внимательно изучит четвертый спутник Юпитера. В настоящее время все анализы и наблюдения показывают, что под толстым слоем льда, покрывающим Европу, может находиться соленая вода в жидком состоянии. Согласно модели "толстого льда", толщина льда составляет примерно 10-30 км. Однако ученые считают, что существуют и другие источники жидкой воды.

Благодаря данным, собранным зондом Galileo, выяснилось, что внутри ледяной корки также есть залежи воды. В настоящее время исследователи пытаются понять поведение этих жидких масс. Такие явления, как гейзеры водяного пара и криовулканические извержения, на самом деле могут происходить из этих мелких озер.

"Мы показали, что плюмы или крио-лавовые потоки могут означать наличие неглубоких резервуаров жидкой воды, которые Europa Clipper сможет обнаружить", — говорит Элоди Лесаж, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА и ведущий автор исследования. "Наши результаты дают новую информацию о том, насколько глубоко вода может быть движущей силой поверхностной активности, включая гейзеры". Близость этих водных резервуаров к поверхности имеет решающее значение для зонда, чтобы изучить их как можно лучше.

Различные месторождения на разной глубине

Компьютерное моделирование имитирует то, что ученые могли бы найти внутри льда, если бы им удалось пробурить поверхность Европы. Согласно моделям, вероятно, существует два типа резервуаров в зависимости от глубины, на которой они расположены.

• На глубине от 4 до 8 километров, где лед более холодный и хрупкий, находятся широкие, плоские залежи воды. Лед в основании этих залежей не допускает расширения, и когда карманы воды расширяются, они могут пробить лед сверху и вызвать извержения.
• Напротив, водохранилища, расположенные на глубине более 8 км под земной корой, будут вести себя по-другому. Расширяющаяся вода будет давить на более теплый лед вокруг нее. Этот лед достаточно мягкий, чтобы действовать как подушка, поглощая давление, а не разрываясь. Эти карманы воды, скорее всего, имеют сферическую форму, сформированную в результате непрерывных сжатий и расширений воды.

Водяной пар, выбрасываемый гейзерами, достигает 200 км в высоту и образуется водой, вырывающейся из-под земли со скоростью 2500 км/ч. В Солнечной системе есть еще один спутник, на котором присутствуют шлейфы водяного пара, и это Энцелад. Однако, в то время как предполагаемая скорость извержения на Европе составляет около 7000 кг/с, шлейфы на Энцеладе достигают "всего" 200 кг/с.

Миссия Europa Clipper

Зонд будет изучать спутник Европы через серию пролетов по орбите вокруг Юпитера, а его запуск запланирован на 2024 год. Груз будет состоять из девяти научных приборов общей массой более 6 000 кг. Хотя зонд сможет обнаружить и изучить паровые шлейфы, Europa Clipper не сможет глубоко проанализировать кору.

Среди запланированных приборов, предназначенных для поиска карманов подземной воды, есть REASON (Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface). Это двухчастотный радар, способный проникать сквозь лед. Он предназначен для определения характеристик и зондирования ледяной коры Европы, выявления скрытой структуры ледяной оболочки спутника и его потенциальных карманов с водой внутри.

"Новая работа показывает, что подземные источники водоснабжения могут быть нестабильными, если нагрузки превышают сдерживающую силу льда. Это может привести к появлению плюмов, поднимающихся над поверхностью", — говорит Дон Бланкеншип из Института геофизики Техасского университета, возглавляющий группу специалистов по радиолокационным приборам. Если эта теория подтвердится, REASON сможет увидеть карманы воды у гейзеров.

Europa Clipper будет нести другие инструменты, которые смогут проверить теории нового исследования. EIS, Europa Imaging System, сможет делать цветные снимки Европы с высоким разрешением. E-THEMIS, Europa-Thermal Emission Imaging System, обеспечит многоспектральные фотографии высокого разрешения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне. Этот прибор поможет обнаружить активные объекты, такие как извергающиеся жерла и гейзеры.

Если шлейфы извергаются, их можно будет наблюдать с помощью спектрометра MISE Mapping Imaging Spectrometer для Европы. Прибор будет фотографировать в ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы исследовать состав поверхности Европы, определяя и картируя распределение органических соединений, солей, гидрацидов и льда. Эти и другие компоненты могут определить обитаемость океана спутника.

Такие миссии, как Europa Clipper, способствуют изучению среды, в которой может существовать жизнь, как мы ее знаем. Такое детальное исследование Европы поможет понять, способен ли ее подземный океан поддерживать жизнь.