По словам группы американских ученых, соленая вода в ледяном панцире спутника Юпитера Европы может переносить кислород с поверхности в подледный океан жидкой воды, где этот элемент потенциально может питать весьма развитую аэробную жизнь — то есть жизнь, нуждающуюся в кислороде.
Некоторые спутники планет-гигантов из внешней части Солнечной системы, вероятно, содержат внутри себя океаны, скрытые под внешней ледяной оболочкой. Считается, что на спутнике Юпитера Европе есть такой океан, и он может быть пригоден для весьма развитой жизни и обитаем, если радиолитические окислители, образующиеся на поверхности из имеющихся химических соединений под действием разлагающих их на части ионизирующих излучений, смогут эффективно проходить сквозь лед.
Американская исследовательская группа, возглавляемая Марком Гессе из Техасского университета в Остине, предполагает, что окислители могут переноситься сквозь лед за счет стока соленой воды или рассолов, образующихся во время формирования хаотических ландшафтов Европы. При внешней гладкости спутника, наблюдаемой с приличного удалении, вблизи он на самом деле покрыт россыпью бесконечных трещин, хребтов и ледяных торосов, покрывающих четверть поверхности Европы. Считается, что процесс образования этих поверхностных особенностей под воздействием приливных сил Юпитера подразумевает и появление больших объемов приповерхностного рассола. Авторы статьи, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters показывают, что эти рассолы могут стекать через нижележащий лед и переносить окислители в ходе процессов, именуемых «волнами скважности» («porosity wave»). Эти импульсы могут распространяться сквозь лед на протяжении 20 тыс. лет.
Европа считается одним из лучших мест в Солнечной системе для поиска инопланетной жизни, поскольку астрономы обнаружили там признаки наличия кислорода и воды, а также химические вещества, которые могут служить питательными веществами для микроорганизмов. Однако ледяной панцирь Европы, толщина которого оценивается в 10-30 км, может оказаться непреодолимым барьером между водой и кислородом, который генерируется солнечным светом и заряженными частицами Юпитера, ударяющимися о ледяную поверхность.
Если жизнь в каком-либо привычном землянам виде все же существует в подледном океане, то должен быть путь, которым до нее способен добраться этот кислород с поверхности.
«Наиболее правдоподобный сценарий, основанный на имеющихся данных, заключается в том, что кислород может переноситься соленой водой, или рассолом», — объясняет Гессе. Ученые считают, что в областях, где ледяной панцирь Европы частично подтаивает, рассол смешивается с кислородом с поверхности и дальше уносит его во внутреннюю часть спутника. Компьютерная модель, созданная Гессе и его коллегами, показала, как это может происходить с рассолом после образования хаотичного ландшафта: рассол просачивается в форме «волн скважности», которые заставляют ледяные поры на мгновение расширяться, позволяя рассолу пройти сквозь них, прежде чем они снова запечатываются. Этот вид кислородного транспорта, по-видимому, является достаточно эффективным способом доставки кислорода через лед: 86% кислорода с поверхности в результате этих процессов вполне может быть доставлено в океан. Однако имеющиеся в настоящее время у ученых данные оставляют весьма широкий диапазон уровней кислорода, доставленного таким образом в океан Европы за всю ее историю, — оценки расходятся в 10 тыс. раз.
«По самым оптимистичным оценкам уровень кислорода в океане Европы будет таким же, как и в океанах Земли, что дает надежду на то, что этот кислород сможет поддерживать жизнь в подледном океане,
— утверждает еще один соавтор статьи, Стивен Вэнс, исследователь из Лаборатории реактивного движения NASA. — Заманчиво думать о каких-то аэробных организмах, живущих прямо подо льдом. Однако предстоящая в 2024 году миссия NASA — Europa Clipper — может привести к серьезной корректировке оценок содержания кислорода и других компонентов жизни на ледяном спутнике».
Соответствующая теория первоначально была предложена другими учеными, но теперь ее удалось проверить, создав первое в мире основанное на физических законах компьютерное моделирование этих процессов, в ходе которых кислород пробирается вместе с соленой водой под «хаотическими ландшафтами» Европы.
«Наше исследование показывает, что подобные процессы вполне возможны, — говорит Гессе. — Так что можно говорить о том, что одна из нерешенных проблем обитаемости подповерхностного океана Европы теперь решена».
Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения NASA, занимающийся изучением Европы, который не участвовал в этих исследованиях, заявил в интервью порталу University of Texas News, что новая работа дает вполне убедительное объяснение переноса кислорода на Европе: «Мы знаем, что на поверхности Европы есть полезные соединения, такие как кислород, но попадают ли они в океан внизу, где их могут потреблять живые организмы? В работе Гессе и его коллег показано, что это возможно».
Предполагается, что автоматическая межпланетная станция NASA Europa Clipper, задача которой состоит в том, чтобы выяснить, присутствуют ли на Европе условия, необходимые для поддержания жизни, стартует с Земли в 2024 году. Многочисленные инструменты этого аппарата, в том числе и радиолокационный эхолот, разработанный учеными Техасского университета в Остине, помогут землянам больше узнать о наличии и доступности ингредиентов жизни на этом спутнике Юпитера.