Учёные смоделировали ледяные миры Европы и Энцелада
Что общего у ледяных спутников Солнечной системы и «непослушного» поведения воды? Именно на этот вопрос пытались ответить учёные из Университета Шеффилда (Великобритания), когда смоделировали условия на Европе и Энцеладе в лаборатории. Оба спутника — Европа у Юпитера и Энцелад у Сатурна — имеют замёрзшую поверхность и внутренние солёные океаны. Вода на этих телах играет ключевую роль в обновлении и формировании поверхности через процесс криовулканизма. В отличие от земных условий, вода в космосе ведёт себя совершенно иначе.
На Земле вулканизм — это потоки лавы и выбросы газа и пепла. В условиях Европы и Энцелада аналогом вулканов становится замёрзшая вода. Криовулканизм определяется как извержение жидких или парообразных форм воды, аммиака или метана, которые обычно замёрзли на поверхности спутников. При этом:
- Вода может извергаться как гейзер (взрывной криовулканизм);
- Или вытекать, как лава, образуя ледяные поля (эффузивный криовулканизм).
Поверхность Энцелада охлаждается до -193 °C, а Европы — до -160 °C, что делает лёд твёрдым, как камень. В таких условиях криовулканизм становится реальным механизмом изменения ландшафта.
Как работает имитатор ледяных миров
Группа под руководством Петра Брожа использовала низкотемпературную камеру, прозванную «Джордж», чтобы воссоздать поведение воды в условиях разреженного давления и низкой температуры. Камера показывала, как вода начинает бурлить и испаряться, даже при замерзающих температурах. Это поведение воды — «непослушное» с точки зрения земных условий.
По словам Франчески Батчер, участницы проекта, по мере того как вода закипает, выделяющийся газ задерживается под ледяной коркой, создавая давление, которое разрывает лёд. Вода снова прорывается наружу, замерзает, и цикл повторяется.
Пётр Брож объясняет: «Вода неустойчива при низком давлении, она одновременно испаряется и замерзает. Паровые пузыри поднимаются, нарушая лёд, замедляя и усложняя процесс замерзания».
Полученные в установке «Джордж» данные могут помочь в распознавании криовулканической активности на других ледяных телах Солнечной системы. По словам профессора планетарной науки Маниша Пателя, деформации льда и неровности поверхности, вызванные захваченным паром, могут быть зафиксированы радарами с орбитальных аппаратов. Это позволит точнее выбирать места для посадки будущих миссий и оценивать потенциальные следы жизни.
Аналогичные структуры были замечены на Плутоне благодаря миссии New Horizons. Учёные считают, что криовулканизм на этой карликовой планете сформировал уникальный рельеф, что указывает на наличие тепла в её недрах в прошлом.
