Ученые экспериментально подтвердили наличие воды на спутнике Юпитера

Астрономы считают, что Европа, один из спутников Юпитера, имеет огромный океан под своей ледяной поверхностью. Они предположили, что вода, соли и газы, растворенные в этом океане, на поверхности спутника создают загадочные геологические формации, имеющие вид образований с красным оттенком, замеченных на поверхности Европы.

Группа исследователей из Центра астробиологии (Centro de Astrobiologia – CAB) в Испании подтвердила эту теорию, проведя лабораторный эксперимент с использованием воды, углекислого газа и сульфата магния.

Идея скрытых резервуаров с жидкой водой на Европе возникла после обработки снимков, полученных космическими аппаратами Voyager и Galileo. Эти миссии зарегистрировали переломы и хаотические участки, которые связаны с красноватыми материалами. Красные структуры обеспечивают абсолютный контраст по отношению к доминирующей белой ледяной поверхности на поверхности спутника Юпитера.

Наблюдения, сделанные в ходе различных космических миссий предполагают, что эти геологические образования, похоже, связаны с движением жидкостей под ледяной коркой. Данные также показывают, что красный материал состоит из гидратированных солей, в основном сульфата магния ( MgSO4) и более летучих соединений, таких как диоксид углерода (CO2), диоксид серы (SO2) и перекись водорода (H2O2). Исследовательская группа использовала эту теорию и наблюдения в своем эксперименте, который бы объяснил, как эти жидкости находясь в глубоких водоемах могут отразиться на облике поверхности Луны.

"Так же, как магма Земли всплывает на поверхность, подобное явление может произойти и на Европе. Хотя, в данном случае это будет водянистая субстанция, которая развилась и вышла наружу из внутренней части ледяной Луны", –  говорит Виктория Муньос Иглесиас.

Ученые смоделировали экстремальные условия в резервуарах с жидкостью в коре в лабораторных условиях, создав особенно высокое давление (около 300 баров) и низкую температуру (около -4 ° C) . Затем они наблюдали, что происходило с водным раствором с СО2 и MgSO4 в этих условиях, когда он выходил на поверхность и охлаждался.

Результаты напоминают различные процессы, аналогичные вулканизму на Земле, но при температурах значительно ниже нуля. В зависимости от эволюции флюида, образовались три типа минералов: водяной лед, клатраты углекислого газа и очень гидратированные сульфаты магния, такие как эпсомит и меридианит.

"Эти процессы кристаллизации экзотермичны (они выпускают энергию), кроме того они также производят изменения объема внутри земной коры, когда cryomagma затвердевает. Если в конечной минеральной ассоциации количество клатратов меньше, чем гидратированных солей, объем увеличивается, в результате чего наблюдаются положительные топографических особенности в земной коре. Однако, если доля клатратов больше, чем остальной части твердых или эти фазы разрушаются выпуская газ, уменьшается объем и местность выше может рухнуть. Некоторые из хаотических ландшафтов на поверхности Европы могли возникнуть именно таким образом", – поясняет Иглесиас.

Иглесиас также говорит, что общепринятая теория объясняет красноватый цвет этих структур результатом сильного облучения заряженными частицами Юпитера. Этот процесс формирует сернистые соединения. Конкурирующие теории основываются на бомбардировке сернистых элементов, поступающих из вулканических выбросов с соседнего спутника Ио.

"В любом случае, наши эксперименты показывают, что некоторые характеристики поверхности Европы в отношении его состава, морфологии и топографии могут быть объяснены участием солевой водной среды, которая имеет важные последствия для живых существ на Земле", – заключил исследователь.
Europa считается одним из лучших кандидатов для жизни в нашей солнечной системе. Когда президент США представил бюджет НАСА на 2015 год, в него был включен пункт в размере 15 миллионов долларов для поиска признаков жизни на Европе в следующем десятилетии.

Европейское космическое агентство (ЕКА) в свою очередь планирует запустить миссию Upiter ICy moons Explorer (JUICE) в 2022, которая должна исследовать спутники Юпитера. Прибытие миссии JUICE к Юпитеру и начало исследования коры его загадочного спутника запланировано на 2030 год.