Ученые поставили под сомнения надежду на поиск жизни подо льдами Европы

Группа ученых под руководством профессора Рутгерского университета Луджендры Оджи провела компьютерное моделирование, чтобы проверить, может ли вода из подледного океана Европы, спутника Юпитера, подниматься к поверхности через трещины во льду. Исследователи пришли к выводу, что этот процесс гораздо сложнее, чем считалось ранее: из-за быстрого охлаждения и турбулентности трещины могут замерзать всего за несколько часов. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Европа, ледяная луна Юпитера, уже давно привлекает внимание астрономов. Главная интрига скрывается под ее толстой коркой льда — там, по мнению ученых, находится огромный океан жидкой воды. Именно это делает Европу одним из главных кандидатов в поиске условий, пригодных для существования жизни за пределами Земли. Однако новые данные показывают, что добраться до этого океана или хотя бы найти его следы у поверхности будет намного труднее, чем предполагали оптимистичные прогнозы.

Раньше многие исследователи полагали, что вода из глубокого океана может просачиваться вверх через узкие разломы и скапливаться в сравнительно неглубоких резервуарах внутри ледяной оболочки. Если бы такие карманы с водой существовали, их было бы гораздо проще изучить с помощью будущих космических аппаратов, чем бурить многокилометровую толщу льда.

Но профессор Оджа и его коллеги решили проверить эту гипотезу с помощью сложных компьютерных симуляций и пришли к неожиданному выводу: путь воды снизу вверх почти наверняка непреодолим.

Дело в том, что ранее ученые часто упрощали физику этого процесса, сравнивая его с движением лавы в земных вулканах. Однако лед и вода ведут себя совершенно иначе, чем расплавленная горная порода. В своих моделях команда Оджи учла эффект турбулентности.

Оказалось, что вода, поднимающаяся по узким трещинам, не течет спокойно и плавно, а мечется из стороны в сторону, создавая водовороты. Такое бурное движение заставляет воду интенсивно соприкасаться с холодными стенками льда, и она теряет тепло с катастрофической скоростью.

В результате еще до того, как вода достигнет поверхности, она переохлаждается, то есть остывает ниже нуля, но пока остается жидкой. В таком состоянии внутри потока начинают активно образовываться крошечные кристаллики льда, так называемый ледяной шуга или фразил. Эти кристаллы быстро налипают на стенки и словно пробкой забивают проход.

Согласно расчетам, узкие трещины могут полностью замерзнуть и закрыться в течение нескольких часов. Даже если разлом будет шире, это не спасает ситуацию: чтобы вынести на поверхность достаточно воды для формирования знакомых нам деталей рельефа Европы, трещины должны быть либо нереалистично длинными, либо их должно быть невероятно много.

Что же это значит для будущих миссий? К Европе уже летят два крупных аппарата: американский Europa Clipper и европейский JUICE. Они будут сканировать ледяную кору спутника в поисках воды. Но теперь ученым придется быть осторожнее в интерпретации данных. Если их радары обнаружат неглубокие скопления жидкой воды, это не будет гарантировать, что эта вода пришла из большого океана. Скорее всего, она образовалась на месте — например, из-за локального нагрева и таяния льда внутри самой коры.

Таким образом, ледяной панцирь Европы оказался гораздо более надежной и труднопроходимой преградой между океаном и поверхностью, чем многие надеялись. И хотя это немного усложняет задачу поиска жизни, само исследование крайне полезно: оно помогает инженерам и планетологам лучше понимать, какие именно признаки стоит искать и где, чтобы не тратить время на ложные следы. Проще говоря, если мы когда-нибудь и найдем ключ к подледному миру Европы, искать его придется совсем не там, где предполагалось раньше.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях