На поверхности Европы холоднее, чем в самых суровых районах Антарктиды. И всё же под её льдом, вероятно, находится больше жидкой воды, чем во всех земных океанах. Главная загадка заключается не только в наличии этой воды, но и в том, что с ней соприкасается.
2. Лёд, который выглядит живым
Европа немного меньше земной Луны. Её поверхность покрыта водяным льдом, пересечённым длинными красновато-коричневыми линиями, хребтами и разломами. Ударных кратеров сравнительно мало, поэтому поверхность считается геологически молодой.
Некоторые районы напоминают разбитый и снова замёрзший ледяной покров. Огромные блоки повёрнуты и сдвинуты относительно друг друга, словно льдины в земном полярном море. Такие области получили название хаотического рельефа.
Это не доказывает, что жидкая вода находится непосредственно под каждым разломом. Лёд может медленно двигаться и перемешиваться в твёрдом состоянии, если его нижняя часть достаточно тёплая. Внутри оболочки также могут существовать карманы солёной воды или рыхлого льда.
Толщину коры пока не измерили напрямую. В рабочих моделях NASA часто фигурирует диапазон примерно 15–25 километров, но в научной литературе встречаются как более тонкие, так и более толстые варианты. От этого зависит, насколько легко вещества с поверхности могут попадать в океан.
3. Почему океан не замёрз?
Европа получает мало солнечного тепла, но её разогревает Юпитер. Орбита спутника слегка вытянута, поэтому сила притяжения планеты во время каждого оборота меняется. Европа то растягивается, то сжимается.
Такое приливное деформирование вызывает внутреннее трение и выделяет тепло. Похожий эффект можно почувствовать, если несколько раз быстро согнуть металлическую проволоку: место сгиба нагреется. Только на Европе изгибается целый спутник.
Соседние спутники Ио и Ганимед не дают орбите Европы стать идеально круглой. Их гравитационное взаимодействие поддерживает небольшую вытянутость орбиты и, следовательно, приливный нагрев. Без этого механизма внутренний океан мог бы промёрзнуть значительно глубже.
Океан, вероятнее всего, солёный. Растворённые соли делают воду электропроводящей и понижают температуру её замерзания. Состав этой воды пока неизвестен: он зависит от химии пород, поступления веществ с поверхности и продолжительности существования океана.
4. Как обнаружили невидимую воду?
Ключевое свидетельство получила миссия Galileo, работавшая у Юпитера с 1995 по 2003 год. Магнитометр аппарата зарегистрировал возле Европы изменяющееся магнитное поле. Наиболее убедительное объяснение — электрические токи, возникающие в глобальном проводящем слое солёной воды.
Форма поверхности даёт независимые подсказки. Длинные разломы и смещённые участки коры согласуются с тем, что ледяная оболочка отделена от каменных недр жидким слоем. В некоторых моделях океан позволяет всей оболочке немного поворачиваться независимо от внутренней части спутника.
Телескоп Hubble сообщал о возможных выбросах водяного пара над Европой. Однако они наблюдались не каждый раз, и вопрос об активности таких шлейфов остаётся открытым. Европа в этом отношении гораздо менее понятна, чем Энцелад, чьи выбросы Cassini фотографировал и неоднократно пересекал.
На поверхности также обнаружены углекислый газ, соли и другие вещества, которые могут быть связаны с внутренним океаном. Но радиация в окрестностях Юпитера постоянно меняет химический состав верхнего слоя льда. Поэтому происхождение каждого соединения приходится проверять отдельно.
5. Что говорит наука?
Существование глобального солёного океана считается наиболее вероятным объяснением магнитных измерений Galileo и особенностей поверхности. NASA подчёркивает, что доказательства очень сильны, хотя прямого проникновения сквозь лёд ещё не было. Подробная цепочка аргументов изложена на странице «Evidence for an Ocean» миссии Europa Clipper.
Предполагается, что под корой находится океан глубиной около 60–150 километров. Над ним может лежать примерно 15–25 километров льда. Эти числа являются модельными оценками, а не результатом бурения или радиолокационного измерения на месте.
Ещё одна вероятная, но не подтверждённая деталь — взаимодействие воды с каменным дном. Такое взаимодействие могло бы поставлять в океан химические вещества и энергию. Гидротермальные источники на Европе возможны, но пока не обнаружены.
Аппарат Europa Clipper предназначен для проверки этих предположений с помощью радара, магнитных измерений, спектрометров и подробной съёмки. Его задача — оценить обитаемость Европы, то есть наличие условий для жизни, а не объявить о жизни после первого подозрительного сигнала.
Итак, под ледяной корой Европы, вероятнее всего, скрывается глобальный солёный океан над каменными недрами. В нём могут существовать необходимые для жизни условия, но ни одного организма там пока не найдено.
Подписывайтесь: результаты исследования этого океанного мира способны заметно изменить наши представления о пригодных для жизни планетах.
