Книга Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба - Эрик Асфог

Точно так же как Луна движется прочь от Земли из-за приливных сил и вращения Земли, галилеевы спутники постепенно удаляются от Юпитера. Однако они делают это в унисон, без столкновений или иных динамических проблем, а их орбиты всегда остаются эксцентрическими – по расчетам, такая ситуация сохранится и после гибели Солнца; на отметке в 5 а.е. даже стадия красного гиганта не сулит им значительных неприятностей. С точки зрения возникновения и поддержания жизни геологические последствия длительного равномерного притока энергии приливного разогрева означают, что любой газовый гигант, обращающийся вокруг своей звезды за ледяной линией, может иметь спутники, сохраняющие океаническую среду на протяжении миллиардов лет.

* * *

Что, если бы твердая H2O тонула? Все эти океаны во внешней Солнечной системе оказались бы распахнутыми навстречу космосу, за десятки тысяч лет испустили бы вовне все свое тепло и промерзли бы со дна до верху, подставив все, что находится на поверхности, под безжалостное излучение. Они превратились бы в безжизненные, сухие корки. Вместо этого твердая H2O всплывает, формируя мощный, устойчивый, хорошо сохраняющий тепло щит. Очень холодный лед на самом деле не уступает по прочности граниту, а любая пробоина в нем – например, ударный кратер – быстро замерзает и выравнивается. На поверхности Европы невероятно холодно – примерно –200 ℃. Под несколькими километрами ледяной коры плещется океан, по объему равный всем океанам и морям Земли.

Поначалу доказательства существования океана на Европе были косвенными: поверхность спутника состоит изо льда, а его объемная плотность соответствует плотности тела, покрытого слоем воды толщиной в сотни километров. Мы видим геологические свидетельства происходившего в недавнем прошлом взаимодействия жидкой воды с ледяной корой на ее поверхности и сразу под ней. Кометы, судя по всему, врезались в нечто, напоминающее по свойствам жидкую воду. Кроме того, сильный приливный разогрев Европы Юпитером предсказывался как теоретически, так и по аналогии с соседним спутником Ио, который покрыт вулканами. Но, хотя все эти доводы согласуются между собой, они указывают только на прошлое, на то, что океан когда-то существовал на Европе. Но как дело обстоит сегодня?

Состоящее из концентрических колец неровное пятно на поверхности Европы – затянувшийся шрам от столкновения с кометой, названный макулой Тир. По внешнему краю его диаметр составляет 50 км. Черная полоса – это пробел в массиве данных. Возраст макулы Тир насчитывает десятки миллионов лет, она возникла при ударе 5-километровой кометы в ледяной панцирь. Нечто похожее происходит, если бросить камень в замерзший пруд.

NASA/JPL

Помимо фотографий, экспедиция «Галилео» собирала данные самого разного типа. Американский физик и планетолог Маргарет Кивельсон показала, что измеренная им мощность магнитного поля совпадает с предсказанной для спутника с электропроводящим океаном, а именно со слоем рассола определенной солености толщиной 100 км[202], движущегося внутри мощного магнитного поля Юпитера в 20 раз сильнее земного[203]. Так прямое измерение проводящего слоя доказало существование первого глобального океана за пределами Земли.

На Европе сила притяжения в десять раз слабее, чем на Земле, а ее океан в десять раз глубже, так что давление в его глубинах сравнимо с давлением в земных океанах. И – что, возможно, удивительно – у основания своей ледяной скорлупы этот океан ненамного холоднее, чем вода под ледяными шельфами на Земле. Его температура – всего пара градусов ниже нуля. Еще немного, и вода стала бы твердой. Что касается солености, по оценкам, сделанным на основе ее электропроводности, вода на Европе может быть от солоноватой (1 грамм соли на литр) до сверхсоленой (100 грамм соли на литр); соленость морской воды на Земле – 30 грамм соли на литр, так что условия могут показаться нам знакомыми. Геофизические характеристики океана (особенности его циркуляции и взаимодействия с панцирем из пресного льда) также зависят от солености, которая определяет температуру замерзания и плотность воды.

Приливный разогрев Европы, как считается, происходит в основном у основания ледяного панциря, где деформации создают наибольшее трение. Сказывается и радиоактивное тепло, исходящее от горных пород мантии. Снаружи океан не получает ни тепла, ни света, и, за исключением возможных вспышек триболюминесценции (свечения при разрушении кристаллических тел) и биолюминесценции (свечения живых существ), в глубинах ледяных спутников царит беспросветный мрак. Сейчас какая-либо связь с поверхностью, кажется, отсутствует, но существует множество доказательств того, что в прошлом вода просачивалась наверх – например, так называемые хаотические области: встречающиеся повсеместно зоны, которые выглядят как грязь, замерзшая зимой на заднем дворе после того, как в ней порылись собаки.

Хаотические прорывы на Европе, возможно, случаются редко: «Галилео» смог детально заснять только пару таких точек, а с тех пор мы не возвращались. Но более свежие наблюдения с помощью телескопов позволяют предположить, что вода и сейчас может прокладывать себе путь через локальные сдвиговые трещины. Обнаружение следовых количеств кислорода в газовых шлейфах вокруг Европы указывает на некие незначительные, но повторяющиеся события, и недавние или непрерывные извержения богатого водой материала являются тут наилучшим объяснением. Ученые не спускают с Европы глаз в поисках дальнейших доказательств выбросов, которые могут навести нас на идеи для новых экспедиций.

Условия для жизни на поверхности Европы ужасны. Гигантское магнитное поле Юпитера захватывает заряженные частицы, испускаемые Солнцем, и направляет их внутрь себя, создавая обжигающий поток концентрированного излучения, достаточно мощный, чтобы разбивать на части молекулы и ионизировать атомы. Этот поток убьет любое существо, которое отважится появиться на поверхности, и может поджарить даже неприхотливый роботизированный зонд. Именно поэтому мы даже не пытались сесть на Европу: половина массы посадочного аппарата пришлась бы на радиационную защиту. Несмотря на все это, если и когда мы на такое решимся, нам придется быть очень осторожными, чтобы не заразить нашу цель земной жизнью. С самой посадкой все может быть в порядке – заражение внешней поверхности ледяной коры невозможно из-за стерилизующей радиации. Вы можете сесть и произвести какие угодно сейсмические и геохимические измерения, потому что у любого земного организма (вируса или бактерии), который сумеет безбилетником проскочить на Европу, разорвет на части ДНК. Но многие выступают за то, чтобы пойти дальше – пробурить кору и спуститься в солоноватый океан[204]. И тут мы должны проявить терпение.