Европа – вторая Земля

Исследователи из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, Калифорния, разрабатывают концепцию миссии, которая может стартовать в 2020 году и доставить спускаемые аппараты на Европу. Главной её целью станет исследование вопроса о том, могла ли возникнуть там жизнь? Или, что скорее всего, Европа является домом только для океанов воды?

«Европа, как я полагаю, это первое место, где может быть жизнь», – считает астроном Кевин Хэнд. Он изложил свои предложения по отправке миссии 8 декабря 2011 года, на ежегодной зимней встрече Американского геофизического союза. «Европа действительно даёт нам возможность искать жизнь в океане, который есть сегодня и был там на протяжении большей части истории Солнечной системы», – уверен учёный.

Миссия будет представлять из себя двух роботов, оснащённых спектрометрами, сейсмографами и камерами для изучения ландшафта посадки. Масс-спектрометр сможет обнаружить различные формы органических соединений. Проект предполагается начать в 2020 году и обойдётся он примерно в $4,7 млрд. Прибытие роботов на поверхность Европы запланировано на 2026 год.

ПЛАНЕТА ВОДЫ

Европа – шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников, но один из самых крупных спутников в Солнечной системе. Европа была обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем и, вероятно, Симоном Марием в одно и то же время. На протяжении столетий за Европой велись наблюдения при помощи телескопов, а также, начиная с 1970-х годов, пролетающих вблизи космических аппаратов.

То, что предстаёт на снимках Европы, – сплошная ледяная оболочка спутника. На поверхности оранжево-коричневой планеты обнаружена вполне реальная густая сеть искривлённых пересекающихся линий. Вид поверхности спутника напоминает снимки Северного Ледовитого океана, сделанные с орбиты искусственного спутника Земли. Спектральные измерения не оставили места для сомнений: природа поверхности – водяной лёд и снег. Размеры и средняя плотность небесного тела позволяют сделать предварительные выводы о доле льда в общей массе спутника. При диаметре 3138 км и средней платности 3,04 г/куб. см Европа должна быть хорошо обогащена водой.

В недрах Европы также выделяется энергия приливных взаимодействий, которая как минимум поддерживает в жидком виде толстую мантию, а попросту говоря, глубочайший подлёдный океан. Благодаря небольшой, но заметной эксцентричности орбиты и гравитационному взаимодействию с другими спутниками, рассеиваемая энергия довольно велика, поэтому океан может быть тёплым. Глубина океана составляет несколько десятков километров, а ледяной панцирь должен иметь толщину всего несколько километров. Эта оболочка хрупка и под действием перемещающегося приливного выступа иногда лопается, образуя доступ жидкой воды к безатмосферной поверхности.

Глобальная сеть линий – это трещины в толстой ледяной коре, вызываемые тектоническими процессами. Эти разломы не сопровождаются какими-либо движениями коры, а сами трещины заполняются быстро затвердевающим оранжевым раствором. Ширина разломов от десятков километров до 100 км, а их протяжённость достигает 3000 км и более. Изливающаяся вода мгновенно закипает и одновременно замерзает, а испарившаяся часть выпадает на поверхность в виде снега и инея в радиусе нескольких сотен километров от источника.

БИЛЬЯРДНЫЙ ШАР

Европа – очень гладкий спутник, напоминающий бильярдный шар. Наибольшие перепады высот не превышают 50 м. Объясняться такой природный феномен может и молодостью рельефа и существованием какого-то механизма сглаживания. В пользу второго говорит высокая температура (жидкий океан воды) и способность льда в таких условиях к пластическим перемещениям (ледники).

Учёные попытались определить, насколько загрязнена снежная поверхность Европы серой. Сера выбрасывается с другого спутника Юпитера, Ио, встраивается в виде ионов в магнитосферу Юпитера и постоянно бомбардирует поверхность Европы. Плотность этого потока известна, поэтому при помощи содержания серы можно определить возраст небесного тела. Измерения, выполненные с борта искусственного спутника Земли, дали следующие результаты: серы намного меньше, чем ожидалось, а средняя скорость выпадения осадков на поверхность за счёт извержения воды составляет не менее 10 см за 1 млн лет.

Дно подлёдного океана должно быть сложено из силикатных пород, составляющих основную часть массы спутника. Если в силикатной подводной коре Европы имеются места повышенного тепловыделения (подводные вулканы), в результате термохимического синтеза могут возникать сложные химические соединения. Правда, существование таких очагов сомнительно, так как масса Европы уступает массе спокойной в вулканическом отношении Луны.

ОКЕАН ЖИЗНИ

По своему объёму океан Европы должен быть близок к земному, если его глубина составляет 50-60 км. При ускорении свободного падения на поверхности 1,32 м/с2 давление на его дне такое же, как на 4-километровой глубине земного океана. Известно, что жизнь на Земле появилась именно в океанах, но для океанов Европы имеется труднопреодолимое ограничение: отсутствие источников энергии, каким на Земле является солнечный свет. Жизнь и фотосинтез неразделимы. Правда, есть одно исключение: соединения серы, образующиеся при весьма высоких температурах подводных извержений, используются некоторыми микроорганизмами в хемосинтезе (химическом синтезе под воздействием тепла).

Есть и другие столь же гипотетические идеи, например, поглощение света микроорганизмами в короткий период существования новых трещин в ледяном панцире планеты. Что же касается океана и связанных с ним предположений, то пока это только гипотезы.

Изображения, полученные космическим аппаратом «Галилей» в августе 1999 года, показывают области Тера и Трейс, каждая около 80 км шириной. Искривлённые края вызывают у учёных предположение, что это район геологической активности. Участки поверхности распадались на части, а затем соединялись в новом положении. Геологические данные и наличие магнитного поля приводят учёных к выводу, что на Европе может существовать подземный океан. Части рельефа красно-коричневого цвета не содержат льда и являются следствием геологической активности. Светло-голубые участки изображения соответствуют участкам рельефа, покрытым тонкозернистым льдом, тёмно-голубые – грубозернистым. Длинные тёмные линии – гребни и трещины в поверхности, некоторые из них достигают размера до 3000 км. Возможно, существует приливный цикл, связанный с Юпитером, при котором Европа разогревается, а затем охлаждается.

ИССЛЕДОВАНИЯ «ГАЛИЛЕО»

Европа является одним из самых интересных тел в Солнечной системе. Данные «Галилео» подтвердили гипотезу о том, что под ледяным панцирем Европы может скрываться океан жидкой воды, превышающий по объёму все океаны Земли. При этом температура поверхности составляет около минус 160 градусов Цельсия. Существование жидкого океана, вероятно, может быть следствием разогрева в результате действия приливных сил, порождаемых тяготением Юпитера и соседних спутников.

На некоторых снимках видны куски льдин, вмёрзших в молодой лёд. Причём льдины образовывали единую структуру, но затем разъезжались и поворачивались. Это может говорить о том, что куски льда двигались над жидким (или по крайней мере вязким) основанием. Многие участки коры Европы как бы сложены из блоков, разделённых разломами в виде борозд. Блоки, по-видимому, могут перемещаться. Это свидетельство того, что Европа могла иметь подповерхностный океан по крайне мере в недавнем (по геологическим меркам) прошлом.

Обнаружены тёмные пятна и выпуклые образования, которые могли сформироваться в результате процессов, аналогичных лавовым излияниям (под действием внутренних сил тёплый, расплавленный лёд двигается от нижней части поверхностной корки вверх, а холодный лед оседает, погружаясь вниз; это ещё одно из доказательств присутствия жидкого, тёплого океана под поверхностью). Тёмные пятна могут указывать на химический состав внутреннего океана и, возможно, прояснить в будущем вопрос о существовании жизни в нём. На поверхности имеются также загадочные тёмные пятна. Возможно, они образовались в результате полного расплавления поверхностного слоя тёплыми приливами внутреннего океана.

Источник