Новая модель для Европы усложняет один из самых удобных сценариев поиска воды у поверхности. Команда под руководством Луджендры Оджхи из Rutgers University проверила, может ли жидкая вода из глубокого океана спутника Юпитера подниматься по трещинам в ледяной коре и образовывать неглубокие резервуары.
Европа интересна потому, что под ее ледяной оболочкой, вероятно, находится глобальный океан. Тепло для него дает приливное растяжение: гравитация Юпитера постоянно деформирует спутник, а верхний лед удерживает часть внутреннего тепла. Если вода из такого океана иногда попадает ближе к поверхности, будущим аппаратам было бы проще искать ее следы.
Авторы работы в Nature Astronomy сосредоточились на дайках, узких трещинах, через которые вода теоретически могла бы идти вверх. На Земле похожий язык часто используют для магмы, но для Европы физика другая: ледяные стенки очень холодные, а жидкая вода в трещине, по расчетам, движется не спокойно, а турбулентно.
Именно турбулентность меняет картину. Поток быстро перемешивается у холодных стенок, теряет тепло и может переохлаждаться. В таком состоянии начинают появляться мелкие кристаллы льда, так называемый frazil ice. Они способны накапливаться и закупоривать канал.
По расчетам, узкие трещины могут закрываться льдом за часы. Более широкие каналы в идеальных условиях пропускают больше воды, но и для них турбулентность сильно ухудшает подъем. Чтобы доставить достаточно воды к некоторым поверхностным деталям Европы, нужны были бы слишком длинные трещины или очень большое число каналов.
Главный вывод осторожный, но важный для планирования наблюдений: неглубокая жидкая вода, если Europa Clipper или другие миссии ее найдут, не обязана быть прямым образцом глубокого океана. Она может возникать локально, когда лед плавится внутри самой оболочки.
Это напрямую касается двух миссий к системе Юпитера. NASA Europa Clipper стартовала в октябре 2024 года, должна прибыть к Юпитеру в апреле 2030 года и выполнить 49 близких пролетов Европы. Европейская JUICE стартовала в апреле 2023 года и должна прийти к Юпитеру в июле 2031 года. Радар Europa Clipper поможет уточнить, есть ли неглубокие резервуары и как они устроены.
Работа не отменяет интерес к океану Европы. Она предупреждает, что ледяная кора может быть более сильным барьером между океаном и поверхностью, чем предполагалось. Значит, при поиске условий для обитаемости придется различать воду из глубинного океана и воду, образованную локальным плавлением в ледяной оболочке.
