Как анализировать шлейфы криовулканов на Европе?

Спутник Юпитера Европа уже несколько десятилетий находится в центре внимания астробиологов как одно из самых вероятных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь. Интерес к этому небесному телу возник еще в 1970-х годах, когда зонды Voyager впервые передали данные, указывающие на возможное наличие под ледяной поверхностью Европы глобального океана. Последующие исследования подтвердили, что приливные силы, вызванные гравитацией Юпитера, могут генерировать достаточное тепло для поддержания жидкой воды под ледяной корой, создавая условия, потенциально пригодные для жизни.

Одним из ключевых аспектов изучения Европы является криовулканизм — извержения не магмы, а воды и летучих веществ, которые могут прорываться через ледяную оболочку и формировать шлейфы. Эти выбросы представляют собой уникальную возможность для изучения подповерхностного океана без необходимости бурения многокилометрового льда. В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, группа ученых из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) и других научных учреждений предложила методику для обнаружения и анализа таких шлейфов.

Исследование возглавила Элоди Лесаж из JPL, а среди соавторов были специалисты из Университета Мэриленда, Университета Брауна, а также европейских научных центров. Ученые разработали модель CRYOLAVASAURUS, которая позволяет моделировать термические, механические и химические процессы в ледяной коре Европы. Эта модель помогает предсказать, как могут формироваться и эволюционировать подповерхностные резервуары с жидкой водой, а также как их извержения могут влиять на поверхность спутника.

Поверхность Европы демонстрирует множество особенностей, связанных с криовулканической активностью: паровые шлейфы, купола, темные пятна, хаотичные области рельефа и другие структуры. Некоторые из них, вероятно, образованы выбросами из неглубоких резервуаров рассола, тогда другие могут быть связаны с более глубокими процессами, включая взаимодействие с подледным океаном. Однако интерпретация этих данных осложняется тем, что химический состав выбросов может меняться из-за процессов замерзания, перекристаллизации и взаимодействия с окружающим льдом.

Авторы исследования подчеркивают, что миссии, такие как Europa Clipper (NASA) и JUICE (ESA), смогут использовать их модель для идентификации источников шлейфов. Например, комбинируя данные о солености выбросов, температуре поверхности и толщине ледяного покрова, можно определить, происходят ли извержения из неглубоких резервуаров или связаны с более глубокими слоями.

Ожидается, что Europa Clipper достигнет Юпитера к 2030 году, а JUICE — к 2031-му. Эти миссии проведут детальные исследования не только Европы, но и других галилеевых лун — Ганимеда и Каллисто. Однако именно Европа остается главной целью в поиске внеземной жизни из-за высокой вероятности существования подповерхностного океана.

Дальнейшие шаги могут включать отправку посадочного модуля (Europa Lander), который сможет напрямую анализировать состав выбросов криовулканов. Если в этих материалах будут обнаружены органические соединения или другие биосигнатуры, это может стать первым убедительным доказательством жизни за пределами Земли. Таким образом, исследование закладывает основу для будущих открытий, которые могут перевернуть наши представления о возможности жизни в Солнечной системе.