Объяснение образования многочисленных объектов на Европе служит хорошим предзнаменованием для поиска внеземной жизни

Европа — главный кандидат на наличие жизни в нашей Солнечной системе, а ее глубокий соленый океан десятилетиями очаровывал ученых. Но он окружен ледяной оболочкой, толщина которой может составлять от нескольких миль до десятков миль, что затрудняет отбор проб. Теперь все больше свидетельств показывает, что ледяная оболочка может быть не барьером, а скорее динамической системой — и самостоятельным местом потенциальной обитаемости.

Наблюдения с помощью радара, проникающего сквозь лед, которые зафиксировали формирование «двойного хребта» в Гренландии, позволяют предположить, что ледяная оболочка Европы может иметь множество водных карманов под аналогичными элементами, которые распространены на поверхности. Выводы, опубликованные в журнале Nature Communications 19 апреля, могут оказаться убедительными для обнаружения потенциально пригодных для жизни сред за пределами спутника Юпитера.

«Поскольку он находится ближе к поверхности, где вы получаете интересные химические вещества из космоса, других лун и вулканов Ио, есть вероятность, что у жизни есть шанс, если в раковине есть карманы с водой», — сказал старший автор исследования Дастин Шредер. адъюнкт-профессор геофизики в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде Стэнфордского университета (Stanford Earth). «Если механизм, который мы видим в Гренландии, аналогичен тому, как это происходит на Европе, это предполагает, что вода есть везде».

Земной аналог

На Земле исследователи анализируют полярные регионы с помощью бортовых геофизических инструментов, чтобы понять, как рост и отступление ледяных щитов могут повлиять на повышение уровня моря. Большая часть этой изучаемой территории находится на суше, где поток ледяных щитов зависит от сложной гидрологии, такой как динамические подледниковые озера, поверхностные талые водоемы и сезонные дренажные каналы, что вносит свой вклад в неопределенность в прогнозах уровня моря.

Поскольку наземные недра настолько отличаются от подповерхностного океана жидкой воды Европы, соавторы исследования были удивлены, когда во время презентации лабораторной группы о Европе они заметили, что образования, прочерчивающие ледяную луну, очень похожи на второстепенную деталь. на поверхности ледяного щита Гренландии — ледяного щита, который группа подробно изучила.

«Мы работали над чем-то совершенно другим, связанным с изменением климата и его влиянием на поверхность Гренландии, когда увидели эти крошечные двойные хребты — и мы смогли увидеть, как хребты переходят от «не сформированных» к «сформировавшимся»?» — сказал Шредер.

При дальнейшем изучении они обнаружили, что гребень в форме буквы «М» в Гренландии, известный как двойной гребень, может быть миниатюрной версией самой заметной особенности на Европе.

Заметный и распространенный

Двойные хребты на Европе выглядят как впечатляющие прорези на ледяной поверхности Луны, с гребнями, достигающими почти 1000 футов, разделенными долинами шириной около полумили. Ученые знали об этих особенностях с тех пор, как космический аппарат «Галилео» сфотографировал поверхность Луны в 1990-х годах, но не смогли дать окончательного объяснения тому, как они образовались.

С помощью анализа данных о высоте поверхности и радаров, проникающих сквозь лед, собранных с 2015 по 2017 год в рамках операции НАСА «Ледяной мост», исследователи выяснили, как образовалась двойная гряда на северо-западе Гренландии, когда лед треснул вокруг кармана жидкой воды под давлением, которая повторно замерзала внутри. ледяной щит, в результате чего две вершины приобретают отчетливую форму.

«В Гренландии этот двойной хребет образовался в месте, где вода из поверхностных озер и ручьев часто стекает к поверхности и снова замерзает», — сказал ведущий автор исследования Райли Калберг, аспирант электротехники в Стэнфорде. «Один из способов образования подобных мелководных карманов на Европе может заключаться в том, что вода из подповерхностного океана вытесняется в ледяную оболочку через трещины — и это предполагает, что внутри ледяной оболочки может происходить разумный объем обмена. «

Снежный ком сложности

Вместо того, чтобы вести себя как глыба инертного льда, оболочка Европы, по-видимому, подвергается множеству геологических и гидрологических процессов — идея, поддерживаемая этим исследованием и другими, включая свидетельства водяных шлейфов, которые извергаются на поверхность. Динамическая ледяная оболочка поддерживает обитаемость, поскольку облегчает обмен между подповерхностным океаном и питательными веществами соседних небесных тел, накопленными на поверхности.

«Люди изучают эти двойные хребты уже более 20 лет, но это первый раз, когда мы действительно смогли наблюдать нечто подобное на Земле и наблюдать, как природа творит свое волшебство», — сказал соавтор исследования Грегор Штайнбрюгге, планетолог. в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), который начал работать над проектом в качестве постдокторанта в Стэнфорде. «Мы делаем гораздо больший шаг в направлении понимания того, какие процессы на самом деле доминируют в физике и динамике ледяного панциря Европы».

Соавторы заявили, что их объяснение того, как образуются двойные хребты, настолько сложное, что они не могли бы представить его без аналога на Земле.

«Механизм, который мы предложили в этой статье, был бы слишком смелым и сложным, чтобы его можно было предложить, не видя, как это происходит в Гренландии», — сказал Шредер.

Полученные данные дают исследователям радиолокационную сигнатуру для быстрого обнаружения этого процесса образования двойных гребней с помощью проникающего в лед радара, который в настоящее время входит в число инструментов, планируемых для исследования Европы из космоса.

«Мы являемся еще одной гипотезой поверх многих — у нас просто есть преимущество в том, что наша гипотеза имеет некоторые наблюдения за формированием аналогичной особенности на Земле, чтобы подтвердить ее», — сказал Калберг. «Это открывает все эти новые возможности для очень захватывающего открытия».

Шредер также является членом факультета Института искусственного интеллекта, ориентированного на человека (HAI) , любезно доцентом электротехники и любезно научным сотрудником в Стэнфордском институте окружающей среды Вудса .

Это исследование было поддержано Национальной стипендией выпускников оборонных наук и инженерии и, частично, грантом НАСА NNX16AJ95G и грантом NSF 1745137.

Видео: https://youtu.be/8YOmER50epo