Новое компьютерное моделирование показало, что низкотемпературные гидротермальные жерла могут выжить на темном океанском дне таких спутников, как Европа Юпитера, в течение потенциально миллиардов лет, поскольку астробиологи пытаются выяснить, могут ли эти чужеродные океаны быть пригодными для жизни.
Гидротермальные источники являются одновременно источником химической энергии и тепла и одним из возможных мест зарождения жизни на Земле. Планетологи выдвинули теорию, что гидротермальные источники на дне океанов подо льдом на лунах Юпитера, таких как Европа и Ганимед, а также на спутнике Сатурна Энцеладе, могут помочь согреть эти океаны и дать толчок биохимии жизни.
Проблема в том, что моделирование этих жерл было сосредоточено на экстремально высокотемпературных источниках — «черных курильщиках», питающихся за счет вулканической активности. Хотя эти сверхгорячие жерла могут перекачивать энергию из горячего ядра Земли, у ледяных лун нет горячих ядер, а это означает, что остается вопрос, смогут ли такие жерла просуществовать достаточно долго, чтобы создать долгосрочные условия для жизни.
Однако сверхгорячие жерла не являются доминирующей формой жерл в океанах Земли. На Земле гораздо больший объем воды проходит через жерла с более низкой температурой.
«Поток воды через низкотемпературные жерла эквивалентен по объему сбрасываемой воды всем рекам и ручьям на Земле и отвечает примерно за четверть потерь тепла на Земле», — заявил Эндрю Фишер из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (UCSC) в своем заявлении. «Весь объем океана закачивается и выкачивается со дна моря примерно каждые полмиллиона лет».
Фишер возглавлял группу из Калифорнийского университета в Калифорнии, которая моделировала распространение таких низкотемпературных источников на Европе и Энцеладе. Учитывая отсутствие данных об океанах на этих лунах, команда Фишера основывала свое моделирование на системе циркуляции в северо-западной части Тихого океана, в частности, на восточном склоне хребта Хуан-де-Фука, где прохладная морская вода опускается и стекает в скалы в морское дно через потухшие вулканические полости, называемые подводными горами. Вода проходит через скалу около 30 миль (50 километров), нагреваясь при этом, прежде чем подняться через другую подводную гору.
«Вода накапливает тепло по мере своего течения и выходит более теплой, чем при втекании, и с совершенно другим химическим составом», — сказала член исследовательской группы Кристин Дикерсон, также из Калифорнийского университета в Санта-Крус.
Связанный: «Космический картофель», обнаруженный спутником NASA на Марсе, на самом деле является чем-то гораздо более крутым
Применив эту модель циркуляции к Европе и Энцеладу, исследователи изменили такие свойства, как гравитация, температура, состав коренной породы и глубина циркуляции воды, чтобы лучше соответствовать потенциальным условиям на океанических спутниках.
Они обнаружили, что на этих лунах не только могут поддерживаться умеренно теплые жерла в широком диапазоне условий, но и что низкая гравитация обеспечивает более высокие температуры, исходящие из жерл. Кроме того, низкая эффективность отбора тепла из ядра лун (которое, как полагают, в первую очередь довольно прохладное) в условиях низкой гравитации позволит поддерживать такие жерла с умеренной и низкой температурой в течение, возможно, миллиардов лет. .
«Это исследование предполагает, что низкотемпературные — не слишком жаркие для жизни — гидротермальные системы могли поддерживаться в океанических мирах за пределами Земли в течение времени, сопоставимого с тем, которое потребовалось для того, чтобы жизнь закрепилась на Земле», — сказал Фишер.
Исследование было опубликовано 24 июня в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Первоначально опубликовано на Space.com.
