На поверхности Европы обнаружен углекислый газ из подповерхностного океана

15:42 23/09/2023

0 👁 543

Credit: NASA/JPL/DLR

Инфракрасный космический телескоп “Джеймс Уэбб” обнаружил замороженную углекислоту на поверхности молодых регионов на спутнике Юпитера – Европе. Ученые полагают, что эту углекислоту могли обеспечить углеродсодержащие соединения, находящиеся в подповерхностном водном океане спутника.

Европа, один из крупнейших спутников Юпитера, имеет относительно молодую поверхность, возраст которой составляет от 40 до 90 миллионов лет. Под этой поверхностью скрывается глобальный океан соленой воды, который находится под слоем льда толщиной от 23 до 47 километров. Этот океан существует благодаря разогреву спутника под действием приливных сил, создаваемых Юпитером. Вода из океана поднимается на поверхность через гейзеры, образующиеся в результате трещин в ледяной коре.

Существование океана на Европе делает этот спутник особенно интересным для астробиологов, которые рассматривают его как потенциальное место для поиска жизни, возможно связанной с гидротермальными процессами на дне океана. Однако для более глубокого понимания возможности обитаемости океана Европы необходимо изучение его химического состава, включая наличие биологически значимых соединений, степень окисления и доступные источники химической энергии.

Исследователи, включая Саманту Трамбо из Корнеллского университета и Майкла Брауна из Калифорнийского технологического института, использовали инфракрасный спектрограф NIRSpec на космическом телескопе “Джеймс Уэбб” для обнаружения углекислотного льда на поверхности Европы. Наблюдения были проведены 23 ноября 2022 года. Наибольшее количество углекислоты было обнаружено в геологически молодом регионе Тара, который имеет хаотический рельеф. В этом регионе ранее были найдены отложения соли, которые, возможно, попали туда из океана. Повышенное содержание углекислоты также было замечено в хаотическом регионе Поуис. Вероятно, оба эти региона образовались в результате разрушения поверхностного льда, вызванного взаимодействием с нижележащими слоями, такими как линзы талой воды или подповерхностные источники рассола.

Исследователи не обнаружили убедительных доказательств того, что углекислота на поверхности Европы могла попасть туда из-за метеоритного воздействия и затем быть захвачена поверхностными минералами или образоваться под воздействием заряженных частиц из магнитосферы Юпитера. Они пришли к выводу, что углекислотный газ, вероятно, попал на поверхность Европы сравнительно недавно из внутреннего источника и уже находился в форме CO2. Считается, что ранее CO2 мог растворяться в воде океана, хотя также существует возможность, что углекислота образовалась из-за радиолиза органических веществ или карбонатов в океане.

Другая группа ученых, включая Джеронимо Виллануева из Центра космических полетов имени Годдарда, анализировала данные, полученные с помощью камеры NIRCam и спектрометра NIRSpec на “Джеймсе Уэббе”. Их исследования не обнаружили признаков выбросов воды, угарного газа, метанола, этана или метана с поверхности Европы. Они также не обнаружили льдов на основе метана, угарного газа и метанола, но подтвердили наличие углекислотного льда, смешанного с другими соединениями и сосредоточенного в регионе Тара. Анализ изотопного соотношения ¹²C/¹³C также указывает на присутствие углекислоты на Европе.

Ученые предполагают, что углекислота на Европе может иметь эндогенные источники, такие как подповерхностные резервуары с водным раствором, содержащим высокое количество CO2, или могут быть связаны с летучими карбонатами и органическими веществами, которые изначально были растворены в океане спутника. Независимо от конкретного происхождения, наличие углекислоты на Европе может указывать на присутствие углеродсодержащих соединений внутри самого спутника.