На спутнике Юпитера могут быть острые ледяные шпили

Замерзший ландшафт Европы может быть коварной территорией для будущих посадочных аппаратов.

По словам исследователей, зубчатые шпили льда могут быть на спутнике Юпитера. Эти структуры, называемые пенитенты (penitentes), могут достигать высоты 15 метров и встречаться примерно каждые 7,5 метров, показывают компьютерные симуляции, что потенциально делает Европу небезопасной для будущих миссий.

«Всевозможные интересные вещи могут быть на поверхности» Европы, говорит Джефф Мур, планетарный геолог в Исследовательском центре NASA Ames в Моффетт-Филд, Калифорния. «Хотелось бы узнать о них, если мы хотим отправить туда посадочный аппарат.»

Пенитенты на Земле созданы посредством процесса, называемого сублимацией, где солнечный свет превращает снег или лед в сухой среде в водяной пар, не расплавив его сначала. По мере того, как части снега или льда сублимируются быстрее других, образуются поверхностные впадины. Эти пятна концентрируют солнечный свет, еще больше ускоряя процесс сублимации и создавая ледяные лезвия.

На Земле, эти ледяные шпили растут на больших высотах в тропиках и субтропиках, где условия как раз подходят для их образования: пенитенты требует обильного солнечного света и низких температур.

Структуры не наблюдались непосредственно на Европе, поскольку разрешение текущих изображений еще очень низкое. «Лучшие фотографии Европы не показывают ничего меньшего по размеру, чем объект размером с дом», — говорит Мур. «Вы не сможете разобраться в деталях».

Но, опираясь на данные и изображения из предыдущих миссий, Мур и его коллеги разработали компьютерные симуляции, чтобы проверить, как легко пенитенты могут образоваться на замерзшей луне. Они обнаружили, что условия Европы могут поддержать рост пенитентийских полей вдоль экватора, который получает много солнечного света, и что эти структуры могут расти до высоты пятиэтажного здания. Кроме того, там очень холодно: температура, например, может опуститься до -200°C.

Исследователи говорят, что пенитенты могут объяснить предыдущие радиолокационные наблюдения и странные показания температуры. Радарные сигналы от обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, которые ранее отображали поверхность Европы, например, намекали на неравномерные характеристики. Радиолокационные сигналы могут отскакивать назад и вперед между глубокими трещинами и хребтами шпилей, прежде чем вернуться обратно к их приемнику, говорит Даниэль Хобли, планетарный геолог в Университете Кардиффа в Уэльсе.

И аномально холодные показания температуры, собранные в ночное время миссией Galileo НАСА, могут отражать данные, полученные под косым углом, измеряя только замороженные кончики пенитентов вместо поверхности в целом.

Но Кевин Хэнд, планетарный ученый Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, который не участвовал в исследовании, скептически относится к симуляциям. Во-первых, лед, который образует пенитенты на Земле, может иметь пылевые частицы, но в значительной степени свободен от химических веществ. «На Европе мы говорим о льду, который содержит соли и всевозможные соединения серы», — говорит он. «Это значительно меняет историю сублимации».

Синтия Филлипс, планетарный геолог также из Лаборатории реактивного движения НАСА, отмечает, что данные, используемые для создания симуляций, неточны. Но, по ее словам, «это очень проверяемая гипотеза».

Миссия NASA Europa Clipper, запланированная на период с 2022 по 2025 год, предоставит более подробную информацию о замороженной луне. В зонд будут входить камеры, приборы для измерения магнитного поля на Европе и радар, подготовленный для определения мельчайших деталей замороженной луны. Общее время исследований Европы составит 3,5 года, за которые зонд совершит 45 облётов спутника Юпитера на высоте от 2700 до 25 км.

D. Hobley et al. Formation of metre-scale bladed roughness on Europa’s surface by ablation of ice. Nature Geosciences. Published online October 8, 2018. doi:10.1038/s41561-018-0235-0.