«Существует большая вероятность того, что ледяная поверхность Европы может скрывать в себе жизнеспособные микроорганизмы » – доктор Ричард Гувер, астробиолог НАСА.
Вот уже тысячи лет, глядя в ночное небо, многие люди задаются одним и тем же вопросом: одни ли мы во вселенной? С развитием технологий мы все сильнее приближаемся к тому, чтобы найти на него ответ: теперь, глядя в небо, ученые могут замечать больше деталей. Конечно, чтобы отыскать жизнь за пределами Земли, необходимо, во-первых, определиться с тем, что именно искать, а во-вторых – знать, где это что-то можно найти.
Что касается первого пункта, в качестве объекта поиска учеными была принята единственная известная нам форма жизни – земная. Отсюда следует, что ответ на вопрос «где?», звучит так: везде, где есть необходимые условия для зарождения какой-либо жизненной формы, напоминающей существующие на нашей планете. В таком случае, что же является самым важным условием для появления всех известных нам форм жизни? Большинство мнений ученых сходятся на том, что это – наличие воды в жидком состоянии. Именно этот последний момент заставляет исключить замерзшие полярные шапки Марса, гигантские атмосферные вихри Юпитера и лед, недавно открытый на Луне.
Вероятно, стоит сразу оговориться: «артефакты», и «структуры», которые периодически замечают на фотографиях поверхности Марса и Луны, не опровергают вышесказанного: если здесь и можно видеть противоречие, то только поверхностное. Не исключено, что на более ранних этапах существования Солнечной системы на Красной планете и на нашем спутнике была жидкая вода, также не исключено, что она там до сих пор может быть. С другой стороны, поскольку ни фактических доказательств, ни теоретического обоснования последнего предположения в арсенале ученых пока что нет, рассматривать Марс и Луну в качестве кандидатов на звание еще одной колыбели жизни, пока что, рано.
Вполне понятно, почему планеты Внешней Солнечной системы долгое время не считались пригодными для зарождения и развития жизни – перепады температуры на них чересчур велики. К примеру, температура поверхности Юпитера составляет -140 градусов Цельсия, в то время как на расстоянии 46 тысяч километров от центра Юпитера она достигает 11000 градусов – почти вдвое больше, чем на поверхности Солнца. Тем не менее, представление о перспективе зарождения жизни во внешней области Солнечной системы изменилось, когда аппараты «Вояджер» достигли Юпитера.
В 1979 году, когда «Вояджер-2» сделал снимки Европы, ученые увидели покрытую льдом поверхность спутника. Снова лед, но, в этот раз, все было по-другому – ледяная корка Европы была исчерчена сетью из множества трещин.
Причиной появления этих трещин стала вытянутая орбита Европы: в некоторые периоды вращения спутник приближается к Юпитеру, в другие – отдаляется. В свою очередь, это значит, что действие гравитационного поля Юпитера тоже неоднородно: когда оно усиливается, и спутник приближается к планете, его поверхность сплющивается, а при отдалении Европы – наоборот, вытягивается. Кроме того, судя по характеру трещин, ледяная корка Европы движется относительно центра, а это значит, что между ней и более глубинными твердыми слоями должна быть прослойка – жидкий океан.
Существование океана было также подтверждено и в ходе изучения магнитного поля Европы: если бы это поле сформировалось под действием ферромагнитного ядра, оно было бы стабильным. В то же время, результаты исследование показали, что магнитное поле спутника нестабильно: положение магнитных полюсов Европы постоянно меняется.
Несмотря на то, что Европа находится очень далеко от Солнца, вследствие чего температура ее поверхности составляет около?160 градусов Цельсия, предполагается, что в результате значительного воздействия Юпитера на форму планеты выделяется большое количество тепла, вследствие чего глубинный океан может поддерживаться в жидком состоянии. Вероятно, некоторые участки поверхности могли быть полностью растоплены в прошлом – об этом можно судить по наличию отдельных льдин, выделяющихся из общей структуры трещин.
В сущности, похожие условия существуют и на Земле: не так давно внутри ледников были найдены полости, наполненные жидкой водой. Поскольку такие подземные озера были населены микроорганизмами, не исключено, что похожие существа живут в глубинном океане Европы. Конечно, выяснить это можно будет лишь отправив на Европу исследовательский модуль, а сделать это удастся не так уж скоро.
Европа – это спутник планеты Юпитер, который является одним из наиболее известных. Его покрывает лед, слой которого очень толстый, но именно под ним, скорее всего, находится океан. В результате возникает надежда на то, что именно там есть жизнь, пусть и примитивная. Кроме того, в пустотах ледяной коры есть многочисленные озера, как это есть и в Антарктиде.
Данные результаты удалось получить после того, как были проведены специальные исследования с использованием зонда Galileo. Этот зонд был запущен в далеком 1989 года, и с того времени ученые постоянно наблюдали за планетой Юпитер, а также окрестностями. Аппарат закончил работать в 2003 году, после чего жители Земли получили несколько десятков гигабайт ценной информации, а также больше, чем 14 тысяч снимков Юпитера и спутников. В настоящий момент полученные данные продолжают анализироваться.
Благодаря наблюдениям за спутником Европа удалось установить, что есть определенные геологические, а также орбитальные особенности. Их можно объяснить только благодаря тому, что есть океан скрытый плотным льдом. К тому же количество воды значительное, по сравнению со всеми океанами планеты Земля. Итак, Европа полностью покрыта водой, глубина которой достигает несколько сотен километров. Дело в том, что верхний слой, а именно 10-30 километров, превратились в ледяную корку.
Тем не менее, кора, скорее всего, похожа на дырявый сыр, в полостях которого находятся многочисленные озера, напоминающие скрытые озера Антарктиды. Данный вывод был сделан учеными, работающими под руководством профессора Дональда Бланкешипа. Ученые изучали фотографии, которые были получены и смогли проанализировать необычные структуры спутника. Эти структуры очень выделяются на общем фоне, являющимся гладким, ведь они сформированы округлыми. Таким образом, лед располагается хаотично. Ученые учитывали, что подобные образования есть и на нашей планете, но только в ледниках, которые покрывают потухшие вулканы.
Авторы решили, что на спутнике могут появляться такие структуры, потому что теплообмен между слоем льда и водой, которая находится под ним, является активным. Данный теплообмен может приводить к тому, что происходит обмен различных химических веществ, а также энергией между ледовой поверхностью и другими слоями Европы, а поэтому там, вероятнее всего, есть жизнь.
Предлагаем представить спутник Европу, который является большой ледяной корой, размещенной над океаном. Температура льда составляет -170C, но дно чуть-чуть теплее. Конечно, данная разница заметна только с точки зрения геологии. От скрытого океана могут подниматься «тепловые пузыри», но в тоже время они тратят собственную энергию на то, чтобы лед начал таять, в результате чего образуются пустоты.
Лед постепенно истончается, теряет стабильность. Лед деформируются из-за приливных сил, направляемых соседней большой планетой, начинает трескаться. Тонкие участки разрушаются, а вместо них появляются ледяные блоки большого размера. Через возникшие промежутки в глубину двигаются вещества, в которых содержится значительное количество солей. Постепенно эти вещества достигают озера, расположенного подо льдом. Впоследствии блоки вновь застывают, а на поверхности спутника возникают многочисленные хаотические нагромождения. «Пузырь тепла» теряет собственную энергию, а подледное озеро становится холодным и постепенно превращается в лед.
В действительности это только теория. Только специальная космическая миссия позволит подтвердить необычную структуру спутника Европы, которая включает подледные озера, огромный океан. Данный проект назвали Planetary Science Decadal Survey и он будет реализовываться в 2013-2022 годах.
(и ) и (и ). Пора "перебираться" дальше, к планетам-гигантам. Но для начала о некоторых наиболее интересных спутниках этих гигантов. Сегодня речь пойдет о Европе – одной из 16 лун (планет-спутников) Юпитера . Всего у Юпитера 40 спутников, остальные из которых больше похожи на огромные астероиды. Самые главные спутники-планеты были открыты еще Галилеем в 1610 году: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.
Интерес именно к этой планете связан с тем, что она у Юпитера единственная, поверхность которой покрыта не грунтом, слоем водяного льда . Его толщина оценивается в несколько километров. Из-за этого Европа - одно из самых гладких космических тел в Солнечной системе: на ней нет возвышенностей более ста метров высотой. Ледовый покров Европы имеет множество разломов огромной протяженности, видимых как темные полосы длиной в тысячи километров. Существование трещин объясняют тем, что ледяная поверхность достаточно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов. Считается, что это – свидетельство того, что подо льдом находится мощный слой жидкой воды (из-за воздействия гравитационного поля Юпитера и других его спутников). Предположительно толщина люда на Европе - до 16 километров. Но это не такая большая величина для океана, который по некоторым данным имеет глубину тоже не маленькую - около 90 километров. (На Земле, как известно, дно Марианской впадины, глубочайшей точки океана, отстоит от поверхности на 11 километров.)
Европа имеет радиус 1569 км. Поскольку метеоритных кратеров на Европе очень мало (учёные насчитали их всего, по разным данным, от пяти до девяти, с диаметрами 10-30 км), возраст этой оранжево-коричневой поверхности оценивается в сотни тысяч и миллионы лет.
На Европе недавно обнаружена атмосфера. Пусть тонкая, но зато с кислородом. В отличие от кислорода в атмосфере Земли кислород Европы не имеет, конечно, биологического источника. Наиболее вероятно, что это является результатом того, что солнечный свет и заряженные частицы, воздействуя на ледяную поверхность Европы, производят водяной пар, который впоследствии разделяется на водород и кислород. Водород улетучивается, оставляя один кислород. На Европе заметно содержание сравнительно чистого водного льда, в то время как синий цвет указывает на то, что присутствует также и не льдистый материал. Состав темного материала спорен. На поверхности Европы обнаружены серная кислота, двуокиси серы и углерода. Найдена также перекись водорода. Она является сильным окислителем и поэтому, вступая в химические реакции, очень быстро исчезает. Однако на Европе происходит ее постоянное восстановление из-за мощного электромагнитного воздействия Юпитера.
Данные, полученные зондом Galileo в начале 2000-х годов, свидетельствуют о том, что океан на поверхности Европы может по своим характеристикам напоминать Северный Ледовитый океан . В связи с тем, что наличие жидкой воды является непременным условием протекания биологических процессов, некоторые ученые делают предположения о большой вероятности существования на этом спутнике Юпитера жизни. На самом деле жидкая вода является необходимым, но далеко не достаточным условием существования биологических объектов. NASA в ближайших планах рассматривает возможность отправки на Европу зонда, главной задачей которого будет пробуриться сквозь лёд.
Георгий Козулько
Беловежская пуща
(Свои отзывы, мысли, идеи, вопросы, замечания или несогласия пишите в комментариях внизу (анонимным пользователям при отправке комментария иногда необходимо еще в отдельном окошке ввести кодовый английский текст с картинки) или присылайте на мой электронный адрес: [email protected])
Новые расчеты американского ученого Роберта Тайлера (Robert Tyler) указывают на то, что льды юпитерианского спутника Европы могут быть значительно тоньше, чем считалось ранее. Работа ученого опубликована в журнале Nature.
Согласно современным теориям, которые подтверждаются данными, собранными космическими аппаратами, под толщей льда на Европе имеются водные океаны. Считается, что источником тепла, необходимого для поддержания глубинных слоев в жидком состоянии, является притяжение Юпитера. Гравитация массивного соседа заставляет каменное ядро спутника деформироваться. При этом в результате внутреннего трения высвобождается тепловая энергия.
Новые расчеты указывают на то, что деформация ядра является не основным источником тепла. Как оказалось, небольшой наклон оси вращения спутника приводит к тому, что под воздействием притяжения Юпитера в подледных океанах возникают сильные течения. Согласно результатам Тайлера, именно движение воды (и ее трение о лед и дно) является основным источником тепла.
По мнению ученых, новые данные увеличивают вероятность существования на спутнике Юпитера жизни. Дело в том, что от количества тепла, возникающего внутри Европы, зависит толщина ледяного покрова. Для возникновения живых организмов, чей метаболизм мог бы напоминать метаболизм обитателей Земли, необходимо наличие окисляющих веществ. Специалисты полагают, что подобные вещества могут образовываться на поверхности льда. Для поддержания жизни у соединений должна быть возможность попадать в океан. Если льды достаточно тонкие, то эти вещества могут проникать в воду через разломы.
В настоящее время космические агентства разных стран разрабатывают проекты изучения Европы. Так, например, NASA совместно с Европейским космическим агентством разрабатывает зонд Europa Orbiter. Российские ученые также ведут разработку проекта "Лаплас" по исследованию юпитерианского спутника. Об этом сообщает Lenta.ru со ссылкой на New Scientist.
Источник информации "Inauka.ru" (
Один из крупнейших спутников Юпитера – Европа – давно привлекает внимание астрономов. Что скрывается под толстым ледяным покровом планеты? Ученый Ричард Гринберг утверждает, что это небесное тело покрыто океаном, а значит, что всегда есть надежда, обнаружить там жизнь.
Европа – самая маленькая из «лун Галилея», вращающихся вокруг Юпитера. Имея диаметр 3000 километров, она лишь немного уступает в размере Луне. Как и другие спутники Юпитера, Европа относится к молодым планетарным образованиям с мягкой поверхностью. От других тел Солнечной системы ее отличает наличие кислорода в атмосфере и ледяной панцирь, полностью сковывающий поверхность.
Тридцать лет посвятил изучению Европы профессор университета Аризоны Ричард Гринберг – один из сторонников теории существования жизни на этом небесном теле. Изучив данные с исследовательских спутников «Галилео» и «Кассини», он пришел к выводу, что под ледяной поверхностью скрывается океан.
Подобное мнение не распространено в научном сообществе. Большинство астрономов предполагают, что толщина льда на поверхности Европы достигает десятков километров. Однако в защиту своей теории Гринберг приводит много разумных аргументов.
Европа – очень молодое небесное тело по астрономическим меркам, подверженное тектоническим процессам в ядре. При этом должны происходить сейсмические инциденты и извержения вулканов, даже если мы их не видим под толщей льда. Разумно было бы допустить, что где-то в глубине лед переходит в жидкое состояние.
Вторым фактором, дополняющим картину, можно считать сильные отклонения Европы от орбиты. За 85 часовой оборот вокруг Юпитера, луна отклоняется в среднем на 1% от стабильной орбиты. Такое движение обязательно вызовет приливной эффект. При этом диаметр экватора должен увеличиваться в среднем на 30 метров. Для примера – под воздействием Луны экватор Земли изменяется всего на 1 метр.
Постоянные подогрев и взбалтывание должны поддерживать внутренний океан Европы в жидком состоянии. Дальше Гринберг дает волю своему воображению и предполагает, что микроорганизмы могли попасть на поверхность луны Юпитера вместе с метеоритами. Далее они просто проникали вглубь через глубокие трещины, покрывающие ледяную кору. Существование таких расселин подтверждают многочисленные снимки исследовательских зондов.
Гринберг подробно описывает биохимические процессы, которые могут привести к насыщению кислородом воды, а следовательно – к появлению и росту микроводорослей. Для себя профессор уже доказал существование живых организмов на Европе, а теперь пытается достучаться до общественности и научного сообщества.
В своей книге «Европа без маски» профессор Ричард Гринберг рассказывает не только о своей теории и ее доказательствах, но и об интригах в проекте «Галилео», в котором он сам принимал участие. С его слов, утверждение, что Европа покрыта сплошным и монолитным слое льда построено не на научных доказательствах, а было высказано руководством проекта и принято на веру остальной командой.
Есть такое занятие — мысленный эксперимент, полезное и в науке, и в жизни. Давайте поэкспериментируем насчет способности разумных существ познавать мир, находясь в жутко неудобном для этого месте. Попробуем мысленно переместиться на Европу — четвертый по размеру из спутников Юпитера. Опустимся под ее многокилометровую кору, в подледный океан. Для познания мира хуже места не придумаешь, ведь «небо» здесь — действительно твердь, причем практически непроницаемая. Тем не менее воду на Европе подогревает приливное трение, которое возникает под действием притяжения огромной близкой планеты. Но если есть жидкая вода, то почему бы не быть и тем, кто в ней плавает?
Пусть под ледяным панцирем спутника родилась и развивалась цивилизация европеан. Они обитают во мраке, где заметным источником света может быть разве что биолюминесценция, а для ориентации пользуются эхолокацией, которая эффективна лишь на ограниченной дистанции. Но смогли бы европеане догадаться, что живут на круглом теле? Что надо льдом простирается бескрайний космос, что есть Юпитер и Солнце? Подумаем, как могла бы развиваться их космология — а заодно лучше разберем некоторые концепции и принципы научного познания.
Живя во мраке, жители подледного океана всегда испытывали проблемы с дальней навигацией. Отсутствие базовых ориентиров — звезд и Солнца — сильно задержало эпоху Великих географических открытий, пока европеане не догадались устанавливать цепочки акустических маяков. Ориентируясь по их опорным сигналам, путешественники далеко раздвинули пределы «цивилизованного мира», открыв подводные вулканы и дикие племена, нанесли на карту новые горные хребты и плодородные вулканические кальдеры… Наконец, были подготовлены и снаряжены знаменитые экспедиции кораблей «Кальмар» и «Медуза», которые направились в перпендикулярных направлениях — к гипотетическим краям Мира. Шло время, но экспедиции канули как в воду Океана
Наконец от «Медузы» пришло экстренное сообщение, закодированное серией мощных гидравлических ударов: она пересекла цепочку маяков, оставленных «Кальмаром». Их перпендикулярные маршруты пересечься никак не могли, поэтому европеане сочли, что эта партия окончательно заблудилась, и уже приготовились оплакивать судьбу первопроходцев, как после долгой тишины в «центре» услышали обычные акустические сигналы экспедиций, а вскоре появились и сами корабли, целые и почти невредимые, но вернувшиеся в исходную точку с противоположных сторон. Посовещавшись, ученые решили, что те просто сбились с пути из-за неточностей в установке маяков и, описав круги, вернулись к началу.
Для выяснения причин навигационной ошибки была организована комиссия, которая подготовила настолько объемный и запутанный отчет, что разобраться в нем никто и не пытался. Пока один инженер не придумал навигационный гироскоп — инструмент, способный сыграть роль компаса и проверить всё в эксперименте. Создание громоздкого прибора профинансировала ассоциация судовладельцев, давно мечтавшая избавиться от пошлин за пользование акустическими маячками, — и работа закипела. Но при первом же запуске гироскопа инженеры обнаружили странный эффект: ось аппарата не держала направление, она медленно поворачивалась, описывая конус — словно вопреки закону сохранения вращательного момента.
Попытки исправить досадную ошибку не помогли, и инженеры обратились к известному специалисту в области теоретической механики. И тут наступил момент истины: оба факта — и странности путешествия «Медузы» с «Кальмаром», и прецессия оси гироскопа — сложились в голове ученого вместе. Они легко объяснялись одним, хотя и невероятным фактом: Мир — это вращающийся шар, а прецессия указывает на период и ось его вращения.
По некоторым данным, сквозь трещины в коре Европы бьют мощные гейзеры. Когда-нибудь эти разломы послужат «воротами», через которые европеане выглянут в космос.
Вспомним, что для жителей великого Океана эхолокация — основной источник данных об окружающем мире. В ней европеане достигли большого мастерства, научившись точно измерять высоту ледяного панциря над собой. В ходе большого исследовательского проекта «Небесное дыхание» было показано, что лед периодически поднимается и опускается. Причем амплитуда этих колебаний разная, максимальна она в определенных — противоположных друг другу — точках Океана, а период в точности совпадает с периодом прецессии гироскопов. Вот как объяснил эти эффекты европеанский физик, руководитель «Небесного дыхания»: «Представьте, что моя голова направлена по оси вращения Мира, а руки я вытягиваю в плоскости экватора. Я — наш круглый Океан и вращаюсь вокруг Большого Аттрактора, оставаясь повернутым к нему всегда одной стороной, лицом. Аттрактор тяжелый, он-то и вытягивает меня по направлению к себе своей гравитацией. Моя орбита не круговая: вот здесь я приближаюсь к Аттрактору, и он вытягивает меня сильнее, а здесь удаляюсь и становлюсь более круглым»… Европеане открыли Юпитер, даже не видя его.
Толщина ледяного панциря Европы измеряется километрами, а возможно, и десятками километров. Через такую оболочку может проникнуть лишь ничтожное количество света, и дальнейшее развитие европеанской космологии потребовало разработки совершенных фотоумножителей. Знакомая местным ученым биолюминесценция, желание «усилить» и использовать это явление природы вполне могло привести к развитию оптических технологий и появлению достаточно чувствительных приборов. Установленные на внутренней стороне ледяного щита, они позволили провести долгие наблюдения и собрать достаточно данных для того, чтобы вычленить из массы шума периодический сигнал и обнаружить источник света, вращающийся далеко за пределами их Мира. Европеанские ученые с удивлением обнаружили, что период этого сигнала отстает от установленного времени «гироскопических суток» на небольшую, но постоянную величину — 1/1220. Иначе говоря, движение источника излучения отстает на один оборот за 1220 суток Европы. Объяснить это можно лишь тем, что где-то далеко вокруг Большого Аттрактора вращается отдельный неведомый источник света либо сам Большой Аттрактор вращается вокруг чудовищно далекого и массивного светила. «Судя по тому, что Внешний Источник своим тяготением никак не сказывается на вращении нашего Мира вокруг Аттрактора, он очень-очень далеко, — сказал руководитель проекта. — Но он же и очень ярок, ярче всего, что мы можем вообразить. Надо думать, что и масса у него огромная — и, видимо, именно мы с Аттрактором вращаемся вокруг него, а не наоборот».
Подробнее астрономия европеан разобрана в книге Бориса Штерна «Прорыв за край мира», откуда и взяты некоторые фрагменты статьи в слегка измененном виде. Этим вымышленным существам явно тесно на страницах рассказа про космологию, где они зажаты между главами о фазовых переходах в ранней Вселенной и механизме космологической инфляции. Несмотря на свой предположительно страшный вид, европеане в целом симпатичны, упорны, любознательны и заслуживают отдельной книги, где им будет свободней.
Следующий прорыв европеанской астрономии связан с другим большим научным экспериментом, проектом «Второе дыхание», в котором использовались датчики новых поколений. Прикрепив к ледяному «небу» своего Океана акустические маяки, местные ученые измерили горизонтальные и вертикальные движения льда с недоступной прежде точностью и разложили их на периодические гармоники. Суточные колебания были понятны: они связаны с отклонениями оси вращения Мира при движении вокруг Аттрактора. Их значение позволило рассчитать эксцентриситет, вытянутость орбиты, а разница между силой деформаций льда в ближней и дальней от Аттрактора точках указала на его массу и расстояние до него.
Однако, помимо суточных приливов, в движениях льда обнаружились и другие гармоники, например продолжительностью примерно вдвое меньше «гироскопических суток». Объяснить их возможно было лишь тем, что на ледяную кору действует притяжение чего-то третьего. «И это нечто, — историческая речь, на которой была озвучена находка, сохранилась в многочисленных записях и воспоминаниях, — это нечто — другой Мир, двойник нашего, движущийся вокруг Большого Аттрактора по орбите меньшего радиуса, с периодом ровно в половину суток». Аналогичные гармоники указали и на другие «малые аттракторы» — так европеане открыли Ио, Ганимед и Каллисто.
Даже европеане — существа, практически неспособные увидеть что-либо за пределами своей ледяной оболочки, — сумели узнать немало об окружающем их космосе. Мы, земляне, можем заглянуть гораздо дальше, и существование четырех крупных спутников далекого от нас Юпитера обнаружил еще Галилей. Но есть области, закрытые и от нас чем-то вроде ледяного панциря. Самая прямая аналогия — сфера последнего рассеяния реликтового излучения.
Это плазма ранней Вселенной, которая сделалась прозрачной лишь через 380 000 лет после Большого взрыва. Из более древних времен до нас не доходит ни один сигнал, который мы могли бы принять. Но астрономы наблюдают за легкой рябью на этом «плазменном панцире» и, упрощенно говоря, раскладывают ее на гармоники, так, как это делали с колебаниями ледяной оболочки подледные ученые Европы. Благодаря этому мы уже узнали немало о молодой Вселенной, о механизме ее возникновения, о ее самых первых мгновениях, о составе и даже — косвенно — о существовании бесконечного множества других вселенных, пробиться к которым нам никогда не суждено.
