Мощный ледяной панцирь спутника Юпитера долго считался почти непреодолимым барьером для жизни. Однако новые расчёты показывают, что именно лёд может играть ключевую роль в снабжении подледного океана Европы веществами, необходимыми для биологических процессов. Эти выводы меняют взгляд на обитаемость одного из самых перспективных объектов Солнечной системы. Исследование провели геофизики из Университета штата Вашингтон.
Европа скрывает под своей поверхностью океан жидкой воды, объём которого, по оценкам учёных, превышает суммарный объём всех земных океанов. Главная проблема этой среды — почти полное отсутствие света, а значит, невозможность фотосинтеза. Поэтому для поддержания потенциальной жизни решающее значение имеет химическая подпитка.
Моделирование показало, что солёный лёд на поверхности спутника со временем становится плотнее окружающих слоёв. В определённых условиях такие участки могут отделяться от ледяной коры и медленно погружаться вниз, преодолевая многокилометровую толщу. Этот процесс напоминает «вертикальный лифт», доставляющий химические элементы прямо в океан.
Чтобы описать механизм, исследователи обратились к хорошо известному на Земле явлению — деламинации. В геологии так называют процесс, при котором плотные фрагменты коры отделяются и уходят вглубь мантии. Аналогичный принцип, как показало компьютерное моделирование, может работать и в ледяной оболочке Европы.
Такой подход важен не только для Европы. Понимание того, как лёд может быть активным участником обмена веществ, перекликается с исследованиями о роли льда в сохранении воды и химии на других планетах, включая сценарии, где лёд защищал древние озёра Марса от быстрого испарения.
Поверхность Европы постоянно подвергается жёсткому излучению магнитосферы Юпитера. Под его воздействием в ледяной коре образуются окислители и сложные химические соединения. Дополнительный вклад вносит соседний спутник Ио: его активные вулканы выбрасывают серу, которая затем оседает на Европе.
Из-за приливного захвата основная часть этих веществ накапливается на одном полушарии спутника. Без механизма переноса вглубь океана они оставались бы бесполезным «налётом» на поверхности, а водная среда подо льдом была бы химически бедной.
Если соли и окислители действительно регулярно попадают в океан, там может существовать источник энергии для микроорганизмов, аналогичный хемосинтезу на Земле. Подобные экосистемы известны в самых экстремальных условиях, включая районы, где глубоководные экосистемы расширяют границы жизни.