Доступ к скрытому океану Европы оказывается гораздо более сложной задачей.
Астробиологи десятилетиями мечтали взять пробы его вод. Подповерхностный океан считается «святым Граалем» в поисках жизни за пределами Земли. Однако новые исследования показывают, что путь от поверхности к водам мирового океана скорее похож на стену, чем на шоссе.
Команда ученых во главе с Луджендрой Ойджей из Университета Рутгерса провела компьютерное моделирование. Они хотели проверить, может ли жидкая вода из глубокого мирового океана Европы подниматься по трещинам и собираться в мелководные резервуары.
Почему это важно?
Такие мелкие водоёмы стали бы легкой целью для космических аппаратов: они обнаруживаемы и доступны. Глубокий же океан находится на глубине десятков километров и не так прост для исследования. Если вода в мелководных карманах является лишь растаявшим льдом самой ледяной оболочки, она не дает никаких сведений о химическом составе или обитаемости океана, скрытого под ней.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, выявило серьезные проблемы с идеей такого легкого доступа.
Физика ледяных засоров
Ученые задали простой вопрос: может ли вода подняться из глубокого океана на поверхность, не замерзнув предварительно?
Ответ в большинстве случаев — нет.
Пока жидкая вода пробивается вверх по трещинам в ледяной оболочке, она не течет плавно. Движение становится турбулентным, вода завихряется и бурлит, соприкасаясь со замерзающими стенками трещин. Это перемешивание приводит к быстрой потере тепла.
Вода переохлаждается, падая ниже своей нормальной точки замерзания, оставаясь при этом жидкой.
Затем наступает ловушка. Образуются микроскопические кристаллы льда, так называемые фризель-кристаллы (frazil ice). Они забивают путь.
Симуляции показали, что узкие трещины закупориваются всего за несколько часов. Даже широкие трещины должны быть неестественно длинными или их должно быть невероятно много, чтобы переместить достаточное количество воды вверх и создать те поверхностные формы, которые наблюдают ученые.
«Загадкой, которую мы хотели разгадать, было то, возможно ли это путешествие на самом деле», — сказал доктор Ойджа.
По сути, нет. И не так легко.
Земные вулканы — плохая аналогия
Планетологи часто опираются на земные модели. Криовулканизм часто сравнивают с земным вулканизмом. Противопоставляют движение расплавленной породы и движение воды со льдом.
Это сравнение ошибочно.
Лёд и жидкая вода ведут себя иначе, чем лава. Они фундаментально различны. Они уносят тепло слишком быстро. Физика, управляющая земными вулканами, не применима к ледяной коре Европы.
«Я думаю, что здесь упущена какая-то фундаментальная физика», — отметил доктор Ойджа. — «Поэтому я хотел исследовать этот вопрос».
Что это значит для будущих миссий
Если жидкая вода на поверхности Европы все же существует, она, вероятно, не связана с глубоким океаном. Скорее всего, она образуется локально по мере таяния ледяной оболочки.
Это меняет правила игры.
Мелкие резервуары не могут служить прокси-индикатором обитаемости глубокого океана. Они изолированы. Это тупики.
Ледяная кора Европы является более сильным барьером между океаном и поверхностью, чем предполагалось ранее. Она блокирует прямой обмен жидкостями.
Эта реальность заставляет пересмотреть стратегию. Будущим миссиям придется интерпретировать свои находки иначе. Им нужно понимать, что наличие воды на поверхности не гарантирует доступа к океану. И даже не обязательно сообщает нам о нем много полезного.
Где же теперь стоит искать признаки жизни? Путь не так прост, как мы надеялись.
