Новое исследование поставило под сомнение обитаемость спутника Юпитера Европы

Согласно общепринятой теории, Европа покрыта многокилометровой ледяной коркой, под которой скрывается глубокий глобальный океан, омывающий каменное ядро спутника. Однако о взаимодействии воды и породы на его дне известно мало. Для существования микробной жизни критически важен доступ к энергии, которая на Земле в подобных условиях генерируется при взаимодействии морской воды с химически активной породой на дне океана. Такой доступ обеспечивают тектонические разломы: они позволяют воде проникать глубоко в литосферу, а движение плит обнажает новые участки породы, поддерживая поток питательных веществ через гидротермальные источники.

Группа ученых под руководством Пола Берна из Университета Вашингтона в Сент-Луисе смоделировала потенциальную тектоническую активность на дне океана. Модель учитывала приливные силы из-за гравитации Юпитера, долговременное сжатие недр спутника по мере их остывания и конвекцию тепловой энергии через мантию. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Расчеты показали, что ни один из этих факторов не обладает достаточной силой, чтобы вызвать существенную тектоническую активность. Например, приливные напряжения возникают из-за того, что орбита Европы не идеально круглая, а скорее вытянутая. Но для того чтобы эти силы разламывали кору, эксцентриситет орбиты должен быть намного больше текущего значения. Даже если приливы создадут мелкие трещины в верхнем слое дна, их будет недостаточно, чтобы раскрыть глубокие разломы, обнажающие свежую породу. 

Аналогично, сжатие каменного ядра Европы по мере остывания, по оценкам ученых, слишком незначительно — оно должно было бы составить несколько километров, чтобы создать глубокие разломы. Для сравнения, Луна за всю свою историю сжалась лишь на десятки метров, а Марс, предположительно, на 7 км.

Отсутствие тектоники значительно сокращает перспективы для поиска жизни, поскольку в таком случае у океана нет мощного источника химической энергии. Знаменитые высокотемпературные гидротермальные источники на Земле, извергающие богатую минералами воду, на Европе, согласно моделированию, невозможны. 

Однако, как отмечает Пол Берн, на Земле существуют и другие, более низкотемпературные типы гидротермальных систем, которые просачиваются через породы на меньшей глубине. «Такие относительно более прохладные гидротермальные источники могли бы существовать на Европе, но они были бы гораздо менее энергоемкими, чем традиционные варианты <…> Непонятно, как долго такие более прохладные гидротермальные системы смогут продержаться и поддерживать хемосинтетическую микробную жизнь», — сказал исследователь.

Если классические гидротермальные источники и тектоника на Европе маловероятны, небольшой шанс на существование других источников химической энергии все же есть, подчеркивает Берн. Например, эту роль может сыграть радиоактивный распад в недрах или поступление органики с метеоритами через ледяной панцирь. Однако оба этих процесса остаются крайне неопределенными. Ответы на некоторые вопросы, например о проницаемости ледяной оболочки, надеется дать аппарат NASA Europa Clipper, который уже направляется к спутнику.

Полученные выводы потенциально применимы и к другим океаническим спутникам планет-гигантов, за возможным исключением Энцелада, спутника Сатурна. Несмотря на довольно пессимистичные выводы, Берн подчеркивает, что поиски жизни на ледяных спутниках прекращать не стоит. «Мы не утверждаем и не можем утверждать, что на Европе нет жизни. Основываясь на наших результатах, мы лишь хотим сказать, что это более сложная задача», — заключил он.

Ранее планетологи выяснили, что ранний рост Юпитера кардинально изменил структуру молодой Солнечной системы. В том числе он мог повлиять на то, где именно возникла Земля. 

Иллюстрация NASA