В 1970-х годах система Юпитера была исследована рядом роботизированных миссий, начиная с Пионер 10 а также 11 миссии в 1972/73 и Вояджер 1 а также2 миссии в 1979 году. В дополнение к другим научным целям, эти миссии также снимали изображения особенностей ледяной поверхности Европы, что привело к теории о том, что у луны есть внутренний океан, который может содержать жизнь.
С тех пор астрономы также обнаружили признаки того, что между этим внутренним океаном и поверхностью существует регулярный обмен, который включает в себя свидетельство активности шлейфа, захваченного Космический телескоп Хаббл, И недавно группа ученых НАСА изучила странные особенности на поверхности Европы, чтобы создать модели, которые показывают, как внутренний океан обменивается материалом с поверхностью с течением времени.
Исследование, которое недавно появилось в Письма о геофизических исследованиях под названием «Формирование полос и взаимодействие поверхности океана на Европе и Ганимеде» проводили Самуэль М. Хауэлл и Роберт Т. Паппалардо - два исследователя из Лаборатории реактивного движения НАСА. Для их исследования команда исследовала и Ганимед, и Европу, чтобы увидеть, что на поверхности лун указывает на то, как они менялись с течением времени.
Используя те же двумерные численные модели, которые ученые использовали для разгадывания загадок о движении в земной коре, команда сосредоточилась на линейных элементах, известных как «полосы» и «дорожки канавок» на Европе и Ганимеде. Долгое время считалось, что эти особенности являются тектоническими в природе, где свежие отложения океанской воды поднялись на поверхность и замерзли над ранее отложенными слоями.
Однако связь между этими процессами формирования полосы и обменами между океаном и поверхностью остается неуловимой до сих пор. Чтобы решить эту проблему, команда использовала свои двумерные численные модели для имитации разлома и конвекции ледяных раковин. Их моделирование также дало прекрасную анимацию, которая отслеживала движение «ископаемого» океанического материала, который поднимается из глубин и замерзает в основании. ледяная поверхность, и деформирует ее с течением времени.
Принимая во внимание, что белый слой наверху - поверхностная кора Европы, цветная полоса в середине (оранжевый и желтый) представляет более сильные участки ледяного листа. Со временем гравитационное взаимодействие с Юпитером вызывает деформацию ледяной оболочки, разрывая верхний слой льда и создавая дефекты в верхнем льду. Внизу - более мягкий лед (чирок и синий), который начинает взбивать, когда верхние слои раздвигаются.
Это заставляет воду из внутреннего океана Европы, которая находится в контакте с более мягкими нижними слоями ледяной оболочки (представлены белыми точками), смешиваться со льдом и медленно переноситься на поверхность. Как они объясняют в своей статье, процесс, когда этот «ископаемый» океанический материал попадает в ледяную раковину Европы и медленно поднимается на поверхность, может занять сотни тысяч лет и более.
Как они утверждают в своем исследовании:
«Мы находим, что различные типы полос образуются в спектре протяженных территорий, связанных с силой литосферы, определяемой толщиной и когезией литосферы. Кроме того, мы находим, что гладкие полосы, сформированные в слабой литосфере, способствуют экспонированию ископаемого океанического материала на поверхности ».
В этом отношении, как только этот ископаемый материал достигает поверхности, он действует как своего рода геологическая запись, показывающая, каким был океан миллионы лет назад, а не как сегодня. Это, безусловно, важно, когда речь идет о будущих миссиях в Европе, таких как НАСА Европа Клипер миссия. Этот космический корабль, запуск которого ожидается в 2020-х годах, будет первым, кто будет изучать Европу исключительно.
В дополнение к изучению состава поверхности Европы (которая расскажет нам больше о составе океана), космический корабль будет изучать особенности поверхности на наличие признаков текущей геологической активности. Кроме того, миссия намеревается искать ключевые соединения в поверхностном льду, которые указывали бы на возможное присутствие жизни внутри (то есть биосигнатуры).
Если то, что показано в этом последнем исследовании, верно, то лед и соединения, которые будет изучать Europa Clipper, по существу будут «окаменелостями» сотен тысяч или даже миллионов лет назад. Короче говоря, любые биомаркеры, обнаруженные космическим кораблем, то есть признаки потенциальной жизни, по существу будут датированы. Однако это не должно удерживать нас от отправки миссий в Европу, поскольку даже свидетельства прошлой жизни были бы новаторскими и хорошим свидетельством того, что жизнь все еще существует там сегодня.
Во всяком случае, это делает случай с посадочным аппаратом, который может исследовать шлейфы Европы, или, возможно, даже подводную лодку (криобот) Европы, тем более необходимым! Если под ледяной поверхностью Европы есть жизнь, мы полны решимости ее найти - при условии, что мы не загрязним ее в процессе!
