Кредит: НАСА
Иногда планетарная физика похожа на игру в снежки. Большинство людей, если им дать уже сформированный снежок, могут по своему опыту и ощущению мяча догадаться, из какого снега он состоит: из рыхлого и пушистого или из мокрого и ледяного.
Используя почти те же принципы, ученые-планетологи смогли изучить структуру Европы, ледяного спутника Юпитера.
Европа — это скалистая луна, на которой расположены океаны с соленой водой, вдвое превышающие земные, и заключенные в ледяную оболочку. Ученые давно считали, что Европа может быть одним из лучших мест в нашей солнечной системе для поиска внеземной жизни. Однако вероятность и природа этой жизни во многом зависят от толщины его ледяной оболочки, чего астрономы еще не смогли установить.
Группа экспертов по планетарным наукам, включая доцента Брэндона Джонсона и ученого-исследователя Сигэру Вакита с факультета наук о Земле, атмосфере и планетах Колледжа науки Университета Пердью, объявила в новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, что Ледяной панцирь Европы имеет толщину не менее 20 километров.
Чтобы прийти к такому выводу, ученые изучили крупные кратеры на Европе, используя различные модели, чтобы определить, какая комбинация физических характеристик могла создать такую поверхностную структуру.
«Это первая работа, проделанная на этом большом кратере на Европе», — сказал Вакита. «Предыдущие оценки показывали очень тонкий слой льда над толстым океаном. Но наши исследования показали, что должен быть толстый слой — настолько толстый, что вероятна конвекция во льду, которая ранее обсуждалась».
Используя данные и изображения космического корабля «Галилео», изучавшего Европу в 1998 году, Джонсон проанализировал ударные кратеры, чтобы расшифровать правду о строении Европы. Эксперт в области планетарной физики и колоссальных столкновений, Джонсон изучил почти все крупные планетные тела Солнечной системы. Ученые уже давно спорят о толщине ледяного панциря Европы; никто не приезжал, чтобы измерить ее напрямую, поэтому ученые творчески используют имеющиеся доказательства: кратеры на ледяной поверхности Европы.
«Появление кратеров — наиболее распространенный поверхностный процесс, формирующий планетарные тела», — сказал Джонсон. «Кратеры встречаются почти на каждом твердом теле, которое мы когда-либо видели. Они являются основной движущей силой изменений планетарных тел.
«Когда образуется ударный кратер, это, по сути, исследование подповерхностной структуры планетарного тела. Понимая размеры и формы кратеров на Европе и воспроизводя их образование с помощью численного моделирования, мы можем сделать вывод о том, насколько толста ее ледяная оболочка. является.»
Европа — замороженный мир, но лед скрывает каменное ядро. Однако ледяная поверхность не стоит на месте. Тектоника плит и конвекционные течения в океанах и сам лед довольно часто обновляют поверхность. Это означает, что самой поверхности возраст всего от 50 до 100 миллионов лет, что кажется старым для недолговечных организмов, таких как люди, но с точки зрения геологических периодов она молода.
Гладкая молодая поверхность означает, что кратеры четко очерчены, их легче анализировать и они не очень глубокие. Их удары рассказывают ученым больше о ледяной оболочке Луны и водном океане под ней, а не передают много информации о ее каменистом сердце.
«Понимание толщины льда жизненно важно для построения теорий о возможной жизни на Европе», — сказал Джонсон. «Толщина ледяного панциря определяет, какие процессы происходят внутри него, и это действительно важно для понимания обмена веществом между поверхностью и океаном. Это то, что поможет нам понять, как происходят все виды процессов на Европе. — и помочь нам понять возможность жизни».
Информация от: Университетом Пердью
