Моделирование опровергло возможность вулканизма на дне океана спутника Юпитера Европы

Это понижает шансы спутника на обитаемость

Планетологи при помощи моделирований определили, что на дне глобального океана спутника Юпитера Европы не способен протекать силикатный вулканизм и не могут возникать разломы. Это накладывает серьезные ограничения на модели потенциальной обитаемости океана. Доклады по результатам работы представлены на 55 Лунной и планетарной научной конференции (LPSC).

Европа представляет собой крайне интересную цель для исследований с точки зрения астробиологии, так как под ее ледяной корой толщиной от 23 до 47 километров скрывается глобальный соленый океан, который не замерзает из-за разогрева недр спутника приливными силами Юпитера. Вода из океана питает гейзеры, а сам океан уже признавался учеными пригодным для жизни, хотя и с ограничениями. Тем не менее, возможность существования жизни в океане Европы остается предметом дискуссий из-за неясности свойств океана, в том числе объемов транспорта в него нужных для жизни веществ с поверхности и из недр спутника.

Группа планетологов во главе с Остином Грином (Austin Green) из Лаборатории реактивного движения NASA рассмотрела возможность вулканической активности на дне океана в виде извержения силикатов из мантии Европы, что позволяет обеспечить океан такими веществами, как H2, CH4 и H2S. Ученые создали геодинамическую компьютерную модель мантии Европы в виде двумерного сферического кольца толщиной 821 километр с температурой от 273 до 1600 кельвинов. Тепло генерируется в модели за счет радиоактивного распада и приливной диссипации. Целью работы была проверки способности мантии Европы генерировать как расплав, так и силу, необходимую для его транспортировки через литосферу.

Для извержения магма должна оказывать достаточное давление на основание литосферы, чтобы разрушить ее и образовать дайку, при этом сама дайка должна распространяться вверх через литосферу быстрее, чем она охладится и застынет. В случае Европы оказалось, что приток магмы в десять тысяч раз меньше, чем необходимо для извержений на дне океана, и способен создавать дайки с максимальной длиной 2–10 километров, что составляет всего один-пять процентов от общей мощности литосферы. Увеличение внутреннего тепловыделения и проницаемости мантии в модели не улучшило результаты.

Другая группа планетологов во главе с Полом Бирном (Paul K. Byrne) из Университета Вашингтона в Сент-Луисе оценила потенциал геологической активности на дне океана Европы, так как считается, что взаимодействие воды и горных пород создает там среду, пригодную для существования хемоавтотрофов. Ученые вначале получили профили прочности литосферы, а затем оценивали напряжения, необходимые для возникновения разломов на морском дне, через которые в океан может попасть вещество силикатной мантии.

Исследователи определили, что ни приливное воздействие Юпитера, ни глобальное сжатие спутника из-за охлаждения, ни конвекция в мантии не способны обеспечить нужные напряжения, необходимые для возникновения нормальных и надвиговых разломов на глубине в один километр ниже морского дна. Это накладывает существенные ограничения на любую геологическую активность на дне океана Европы и пополнение запасов веществ, нужных для протекания окислительно-восстановительных реакций с участием микроорганизмов, в океане.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел на поверхности Европы углекислый газ из подповерхностного океана.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Премию Шао присудили за генную терапию, теорию тонких групп и исследования транзиентов

Премия составляет 1,2 миллиона долларов США