Исследование, проведённое Лабораторией реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) НАСА в Пасадене и моделирующее океан спутника Юпитера Европы, свидетельствует о том, что необходимый для существования жизни баланс химической энергии может присутствовать там даже при нехватке вулканической гидротермальной активности.
Европа даёт нам серьёзную надежду на то, что под её ледяной оболочкой скрыт глубокий океан солёной жидкой воды. И учёных неизменно интересует вопрос: есть ли на этой луне Юпитера достаточное количество химического сырья и энергии для поддержания жизни?
В рамках нового исследования учёные подсчитали, сколько водорода потенциально может быть произведено в океане Европы и как морская вода реагирует со скальными породами в процессе, называемом серпентинизацией. В этом процессе вода просачивается в промежутки между зёрнами минералов и вступает в реакцию с горной породой с образованием новых минералов и выделением водорода. В результате такой реакции возникают трещины, вода просачивается глубже и входит в контакт со свежей породой, ещё не вступившей в реакцию. Таким образом, реакция с выделением водорода может происходить постоянно, формируя попутно иссечённый глубокими трещинами рельеф дна.
В океанической коре Земли такого рода проломы, по предположениям учёных, проникают на глубину от 5 до 6 километров. На Европе в настоящее время они, согласно модели, могут уходить ещё глубже — до 25 километров — и постепенно открывать для этого ключевого химического процесса всё более глубокие фракции океанического ложа.
Другой необходимый источник химической энергии для существования жизни на Европе — окислителя — кислород и прочие вещества, способные вступать в реакцию с водородом, циркулирующим в океане. Европа залита радиацией Юпитера, расщепляющей молекулы водяного льда. Исследователи полагают, что получающийся в результате этого расщепления кислород может попадать в океан.
«Окислители, получаемые изо льда, подобны положительному полюсу батареи, а вещества со дна моря, так называемые восстановители, подобны отрицательному полюсу. Причина ли это для жизни, для запуска биологических процессов? Этот вопрос и побуждает нас исследовать Европу», — сказал Кевин Ханд (Kevin Hand), планетолог НАСА, соавтор исследования.
Ближайший к Юпитеру спутник, Ио, — самое вулканически активное тело в Солнечной системе. Когда он вращается вокруг Юпитера, гравитация этой гигантской планеты нещадно сжимает и растягивает его. В результате вырабатывается много тепла, которое и провоцирует вулканическую активность. Учёные предполагают, что вулканы могут быть и на Европе. Также в её океане могут существовать гидротермальные жерла — полости в донных породах, из которых поднимается насыщенная минералами горячая вода.
Ранее предполагалось, что вулканизм имеет первостепенное значение для создания в океане Европы среды, пригодной для жизни. Ведь если на её каменистом дне нет вулканической активности, большой поток окислителей с поверхности должен сделать океан слишком кислым и токсичным для вероятной жизни. «Но на самом деле, если каменное дно холодное, это благоприятствует возникновению проломов, которые позволяют производить огромное количество водорода в процессе серпентинизации и удерживать процент окислителей на уровне, сравнимом с их уровнем в океанах Земли», — говорит Стив Ванс (Steve Vance), ведущий автор исследования.
НАСА в настоящее время занимается разработкой миссии к Европе, чтобы подвергнуть её углублённому изучению и всё же понять, может ли ледяная луна может быть пригодной для жизни. Новая модель, разработанная в ЛРД, является частью большого объёма работ, направляющих развитие миссии.
В ближайшем будущем исследователи также собираются посчитать, как в океане Европе обстоят дела с круговоротом других важных для жизни элементов: углеродом, азотом, фосфором и серой.