Столкновения с кометами могут принести ингредиенты для жизни в океан Европы

Столкновение кометы с Европой, спутником Юпитера, может помочь переместить важные компоненты жизни, обнаруженные на поверхности спутника, в скрытый океан жидкой воды, даже если удары не полностью пробьют ледяную оболочку спутника.

Открытие было сделано в результате исследования, проведенного учеными из Техасского университета в Остине, где исследователи разработали компьютерную модель для наблюдения за тем, что происходит после столкновения кометы или астероида с ледяной оболочкой, толщина которой оценивается в десятки километров.

Модель показывает, что если столкновение может пройти хотя бы наполовину сквозь ледяную оболочку Луны, нагретая талая вода, которую оно генерирует, будет тонуть сквозь остальную часть льда, перенося окислители — класс химических веществ, необходимых для жизни — с поверхности в океан, где они могли помочь поддерживать любую потенциальную жизнь в защищенных водах.

Исследователи сравнили неуклонное опускание массивной плавильной камеры с тонущим кораблем.

«Как только вы получите достаточно воды, вы просто утонете», — сказал ведущий автор и докторант Эван Карнахан. «Это как Титаник раз 10».

Ученые предложили удары как средство переноса окислителей на Европу, но они предполагали, что удары должны будут пробивать лед. Это исследование важно, потому что оно предполагает, что гораздо более широкий спектр воздействий может выполнить эту работу, сказал соавтор Марк Хессе, профессор факультета геологических наук Школы наук о Земле Джексона в Техасе.

«Это увеличивает вероятность того, что у вас будут необходимые химические ингредиенты для жизни», — сказал Гессе, который также является преподавателем Института вычислительной инженерии и наук UT Oden. Исследование было опубликовано в Geophysical Research Letters.

Могут ли окислители попасть оттуда, где они естественным образом образуются на поверхности Европы, в океан — один из самых больших вопросов планетоведения. Одной из целей предстоящей миссии НАСА Europa Clipper на ледяную луну является сбор данных, которые помогут сузить круг ответов.

На данный момент столкновения с кометами и астероидами являются одними из наиболее вероятных механизмов. Ученые обнаружили десятки кратеров на поверхности Европы, многие из которых имеют отчетливую волнистую поверхность, что свидетельствует о замерзшей талой воде и послеударном движении под кратером.

Это исследование моделирует среду кратера после удара, исследуя, как талая вода проходит сквозь лед и ее способность переносить окислители. Он основан на предыдущем исследовании соавтора Ронада Кокса, профессора Уильямс-колледжа, в котором моделировались удары, пробивающие лед Европы.

Исследование показало, что, если удар достигает середины ледяной оболочки, более 40% талой воды попадает в океан. Объем образующейся талой воды может быть значительным. Например, это исследование показало, что комета шириной в полмили, которая достигает середины ледяного панциря, может растопить достаточно воды, чтобы заполнить Кратерное озеро Орегона.

Другие модели, описывающие талую воду на Европе, часто помещают ее вблизи поверхности Луны в течение длительных периодов времени, где она потенциально может способствовать образованию ледяных образований, называемых «территорией хаоса». Но результаты этого исследования усложняют эту идею, поскольку большой вес талой воды заставляет ее тонуть, а не оставаться на месте.

«Мы предостерегаем от идеи, что вы можете поддерживать очень большие объемы расплава в неглубоких недрах, не опускаясь», — сказал Карнахан.

Как и Европа, спутник Сатурна Титан также может содержать океан жидкой воды под ледяной оболочкой. Розали Лопес, научный сотрудник Управления планетарных наук Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), сказала, что эта модель может помочь ученым понять роль, которую воздействие может оказать на другие ледяные миры.

«В случае Титана это очень важно, потому что у Титана толстая ледяная корка — толще, чем у Европы», — сказала она. «Мы действительно заинтересованы в применении этого исследования».