На протяжении более двух десятилетий ученые задавались вопросом, может ли внеземная жизнь процветать глубоко под ледовыми корками, которыми могут похвастать спутники в нашей внешней Солнечной системе. Космические миссии вроде «Галилео» на Юпитер и «Кассини» на Сатурн наткнулись на доказательства того, что некоторые из лун скрывают глобальные океаны, подогреваемые притяжением гигантских планет, на орбитах которых они вращаются. А исследователи океана, расположенные намного ближе к дому, обнаружили динамичные сообщества, живущие в темноте вокруг геологических объектов на дне океана.
Объедините два этих факта и легко представите инопланетные моря, кишащие микробами. Однако новое исследование заглядывает глубже, в саму породу, и предполагает, что эти миры могут быть мертвыми внутри — не только биологически, но и геологически.
Спутниковые океаны
«Нам было интересно, на что это было бы похоже, если бы вы были на подводной лодке и могли летать над поверхностью океанского дна на Европе (спутнике Юпитера)», говорит ведущий автор работы Пол Бирн, планетарный геолог из Университета штата Северная Каролина.
Именно на морском дне астробиологи надеялись найти нагретую, полную минералов морскую воду, извергающуюся в океан, подобно гидротермальным жерлам и черным курильням на Земле. В наших океанах эти элементы поддерживают бурлящие сообщества микробов, которые могут питаться образующимися на месте химическими веществами, там где постоянно смешиваются горячие камни и морская вода. Если подобные структуры будут обнаружены в инопланетных океанских мирах, перспектива найти жизнь на планетах, удаленных от Солнца, станет ближе к реальности.
«Я надеялся, что мы сможем охарактеризовать, как должна бы выглядеть цепь вулканов, на что будут похожи зоны разломов — и вдруг пришли к мысли: что ж, похоже их там не будет», говорит Бирн.
Прежде чем прийти к такому выводу, ученые сосредоточились на самой породе и определили, какая сила потребуется, чтобы разрушить камень двумя способами, которые мы знаем на Земле: обычные разломы, которые возникают, когда порода разрывается, и разломы, возникающие, когда породы сдавливаются, требующий больше силы. Чем больше силы требуется для разрушения породы, тем меньше происходит геологической активности, а значит и меньше взаимодействий между свежими породами и чужеродными водами, которые в теории могли бы поддерживать жизнь.
Бирн и его коллеги сосредоточились на четырех океанских мирах: спутниках Юпитера Европе и Ганимеде и Сатурна — Энцеладе и Титане. Для каждого из этих миров была рассчитана прочность пород. Хотя есть много вопросов об этих спутниках, на которые мы пока не в состоянии ответить, оказывается, что расчеты прочности породы, которые обычно производятся на Земле для добычи полезных ископаемых, вполне подойдут.
Эти расчеты основаны на толщине холодного, твердого слоя породы, который лежит поверх более теплого и мягкого слоя, который сломаться не может. Поможет аналогия. «Представьте батончик Mars или Milky Way, где шоколад касается карамели», говорит Бирн. «Глазурь можно рассматривать как хрупкий, жесткий слой». Чем он толще, тем сложнее его сломать.
Затем ученые добавили другие величины, такие как сила тяжести тела на заданной глубине, вес воды и льда на скалистой поверхности луны. Даже когда они включали диапазон вероятных значений при неизвестных входных данных, конечные расчеты для каждой луны укладывались в один диапазон.
Бирн сказал, что эти первоначальные результаты, которые он представлял на конференции, предполагают, что порода настолько прочная, что на всех этих спутниках не наберется достаточно силы, чтобы регулярно ее крошить. Дело в огромном весе воды и льда, лежащих на породе. Порода прочная, потому что даже в отсутствие сильной гравитации на ней лежит много воды.
Каждая луна, которую изучала команда, показала разную рассчитанную прочность породы, но результаты были не особенно многообещающими для возможных инопланетян или геологических презентаций. «На Европе, похоже, вообще трудно сделать какую-нибудь трещину или разлом, а на Титане и Ганимеде вообще ничего не происходит», говорит Бирн.
Прочность породы Энцелада не так высока, потому что эта луна намного меньше трех других, а значит и весь воды и льда над ее каменистой поверхностью будет меньше. И скалистое ядро более пористое. Если эти поры выстроятся в линию, они могут занести воду на глубину. Возможно, Энцелад самый многообещающий спутник из этих всех.
Кроме того, на Энцеладе камень и вода действительно взаимодействуют — мы видели шлейфы, извергаемые в космос, в которых «Кассини» нашел органические соединения.
