Новое исследование, проведенное геофизиками из Калифорнийского университета в Дэвисе, показало, что под ледяной поверхностью небольших спутников вдали от Солнца могут скрываться бурлящие океаны. Это открытие меняет представления об условиях внутри этих небесных тел, которые считаются одними из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни.
Ранее ученые установили, что некоторые ледяные луны, такие как Энцелад (спутник Сатурна), не являются полностью замерзшими. Под их ледяной коркой скрываются обширные океаны жидкой воды, контактирующие с каменным ядром. Поскольку на Земле жизнь существует практически везде, где есть вода, это породило надежду, что подобные подповерхностные резервуары — лучшие кандидаты на обнаружение микробной жизни в Солнечной системе.
Чтобы лучше понять природу этих скрытых океанов, геофизик Максвелл Рудольф и его коллеги изучили силы, возникающие при изменении толщины ледяной корки спутников на протяжении сотен миллионов лет.
«Нас особенно интересовало, могут ли эти напряжения привести к образованию трещин, соединяющих поверхность с подповерхностным океаном, — пояснил Рудольф в интервью Space.com. — Это позволило бы жидкой воде из потенциально обитаемого океана извергаться в космос».
В своей предыдущей работе ученые исследовали, что происходит со спутниками, когда их ледяная оболочка утолщается. Поскольку лед занимает больший объем, чем такая же масса жидкой воды, замерзание создает огромное давление, приводящее к образованию таких особенностей, как знаменитые «тигровые полосы» на Энцеладе.
В новом же исследовании команда Рудольфа изучила противоположный процесс: что происходит, когда ледяная кора истончается из-за таяния снизу. Ярким примером является спутник Сатурна Мимас. Недавно обнаруженное колебание его орбиты указывает на существование подледного океана, который, вероятно, сформировался за последние 10 миллионов лет, так как на поверхности Мимаса еще сохранилось множество древних кратеров. Ученые полагают, что этот океан возник в результате таяния льда из-за приливных взаимодействий с другими спутниками Сатурна.
Моделирование показало, что при истончении ледяного панциря давление на подледный океан падает. На самых небольших спутниках, таких как Мимас, Энцелад или Миранда (спутник Урана), давление может упасть до так называемой «тройной точки» — уникального сочетания температуры и давления, при котором лед, жидкая вода и водяной пар могут сосуществовать одновременно. Это может привести к закипанию верхних слоев океана после того, как ледяная кора истончится всего на 5–15 километров.
«Это кипение происходит при низких температурах, а не такое, как в чайнике, когда вы нагреваете воду выше 100 градусов Цельсия, — уточняет Рудольф. — Оно происходит при температурах, близких к нулю. Так что для любых потенциальных форм жизни, обитающих ниже этой кипящей зоны, ничего не меняется, и жизнь может идти своим чередом».
В отличие от них, на более крупных ледяных лунах шириной более 600 км (как Титания, спутник Урана) падение давления от таяния льда приведет не к кипению, а к растрескиванию ледяной коры еще до достижения тройной точки. Исследователи предполагают, что некоторые геологические особенности Титании, такие как волнистые гряды, могли образоваться как раз в период истончения и последующего повторного утолщения ледяного щита.
Последствия и будущие исследования
Образовавшиеся в результате кипения газы могут иметь ряд последствий, включая формирование клатратов — сложных ледяных структур, которые захватывают молекулы газа.
«В будущих работах мы планируем детально изучить эти процессы, чтобы понять, что происходит с газом после высвобождения из океана, и какие поверхностные структуры мы можем ожидать увидеть в результате», — отметил Рудольф.
Открытие потенциально бурлящих океанов добавляет новый, сложный слой в наше понимание этих далеких миров. Хотя кипение в верхних слоях, возможно, и не угрожает гипотетической жизни в глубине, оно кардинально меняет химический состав океана и его взаимодействие с ледяной корой, что является критически важным фактором для оценки обитаемости этих интригующих спутников.
Исследование было опубликовано 24 ноября в журнале Nature Astronomy.
В нашем Telegram‑канале, вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Поделитесь:
Оставьте Комментарий