Спутник Юпитера Европа долгое время считался одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Причина этого — огромный глобальный океан, скрытый под его ледяной поверхностью. Однако наличие воды — необходимое, но недостаточное условие. Жизнь также требует постоянного источника энергии. Новое компьютерное моделирование показало, что с энергией на дне этого океана могут быть серьезные проблемы. Об этом сообщает Nature Communications.
Почему морское дно Европы может быть "тихим"
На Земле ключевую роль в снабжении глубинных океанических экосистем энергией играет тектоническая активность. Движение плит растрескивает кору, позволяя морской воде циркулировать через горные породы. Этот процесс изменяет минералы и высвобождает химические вещества, которые становятся пищей для организмов. Яркий пример — богатые жизнью сообщества вокруг гидротермальных источников.
На Европе, по всей видимости, такая активная тектоника отсутствует. Моделирование, проведенное командой под руководством доктора Пола Бирна из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, указывает на то, что скалистые недра спутника сегодня в значительной степени неактивны. Редкие и малоподвижные разломы не могут обеспечить достаточный приток свежего химического "топлива" из пород в океан. Следовательно, если жизнь там и существует, ей приходится полагаться на иные, возможно, более скудные источники.
"Мы обнаружили, что приливные силы, действующие на Европу в её нынешней орбитальной конфигурации, слишком слабы, чтобы вызвать существенное растрескивание в её каменной мантии, особенно на глубинах более 300 метров", — поясняется в пресс-релизе университета.
Источники энергии, которых может не хватать
Помимо тектоники, важным фактором является внутреннее тепло небесного тела. Европа меньше Земли и остывала гораздо быстрее. По расчетам ученых, большая часть её первоначального тепла рассеялась миллиарды лет назад. Без постоянного внутреннего "отопления" химические реакции между водой и породой на морском дне идут крайне медленно и со временем затухают, так как система приходит в химическое равновесие.
Даже гравитационное влияние Юпитера, которое разогревает соседний вулканический спутник Ио, на Европе проявляется гораздо слабее. Приливные силы недостаточны для того, чтобы существенно "взболтать" и разогреть её каменистые недра сегодня. Более того, даже если разломы и возникали в далеком прошлом, они со временем "запечатываются" вновь образующимися минералами, что окончательно блокирует циркуляцию воды и обмен веществами.
Где тогда искать признаки жизни
Несмотря на пессимистичные выводы относительно глубоководных районов, исследование оставляет место для надежды. Наиболее перспективными могут оказаться другие зоны. Во-первых, это относительно неглубокие скалистые области, где океанская вода может взаимодействовать с породой. Во-вторых, важную роль может играть радиолиз — процесс, когда радиация от Юпитера расщепляет молекулы воды в ледяной коре, создавая реактивные соединения, такие как перекись водорода, которые, просачиваясь в океан, могут служить пищей для микробов.
Кроме того, ледяная оболочка Европы сама по себе геологически активна. Трещины и гребни на поверхности свидетельствуют о процессах, при которых вода из океана может подниматься вверх, а вещества с поверхности — опускаться вниз. Такие зоны активного обмена между льдом и океаном также представляют огромный интерес для астробиологов.
"Я не буду разочарован, если мы не найдем жизнь на этом спутнике. Наша работа помогает сузить поиск и понять, где сосредоточить усилия", — отмечает доктор Пол Бирн.
Эти расчеты крайне важны для планирования исследований миссии Europa Clipper, которая достигнет системы Юпитера в начале 2030-х годов. Аппарат не сможет напрямую пробурить лед, но его инструменты (радары, магнитометры, спектрометры) позволят дистанционно изучить толщину ледяного щита, глубину и соленость океана, а также выявить области недавней геологической активности. Это поможет выбрать самые перспективные места для будущих миссий, целью которых будет взятие прямых проб океанской воды.
Новое исследование не ставит крест на возможности жизни в океане Европы, но меняет фокус научного поиска. Оно смещает акцент с глубинных гидротермальных систем, аналогичных земным, на зоны взаимодействия в ледяной оболочке и верхних слоях каменистой мантии. Предстоящая миссия Europa Clipper получила уточненный научный ориентир, что повышает шансы на обнаружение потенциальных биосигнатур, если они там существуют. Окончательный же вердикт может вынести только прямая экспедиция, способная проникнуть в таинственный подледный мир.
