Есть ли жизнь и даже дельфины на планете Европа

              Строение и поверхность Европы.
Европа - спутник Юпитера, открытый Галилео Галилеем в 1610 году, с помощью первого в истории телескопа. Это один из четырёх Галилеевых спутников Юпитера, которые видны даже в слабые телескопы. Европа - шестой спутник Юпитера.
Спутник Юпитера Европа - самый маленький из Галилеевых спутников Юпитера. Однако, по размерам она почти равна Луне и является одним из крупнейших спутников планет Солнечной системы. Галилей обозначил Европу как "второй спутник Юпитера".
Из-за приливных сил Юпитера, вращение Европы замедлилось настолько, что период его обращения вокруг своей оси равен периоду обращения вокруг планеты. Она всегда повёрнута к Юпитеру одной стороной, подобно нашей Луне.
Неприятной особенностью Европы является то, что её орбита лежит внутри сильного радиационного пояса Юпитера. Поэтому с колонизацией этого спутника Юпитера придётся сильно повременить...
Строение спутника Юпитера Европы было вычислено по косвенным данным. В центре располагается небольшое металлическое ядро, затем идут горные породы, скорее всего силикаты. Поверхность Европы состоит из слоя льда толщиной около 10-30 км. Под этим слоем предположительно находится примерно 90-километровый слой воды. Если эти оценки верны, то объём воды на этом спутнике Юпитера превосходит объём мирового океана Земли!
Поверхность этого спутника Юпитера очень ровная, кратеры на Европе почти отсутствуют, что вкупе с высокой отражающей способностью (альбедо) говорит о молодой поверхности - лёд сравнительно чистый. На поверхности наблюдаются разломы льда, протянувшиеся на значительные расстояния. Тёмные пятна скорее всего вызваны соединениями железа и серы, содержащимися в замёрзшей воде.
1995 г. на Европе была обнаружена слабая кислородосодержащая атмосфера, но этот элемент, скорее всего, имеет не биологическое происхождение, а сформировался в результате радиолиза: ультрафиолетовые лучи воздействуют на лед и разлагают его на ионы кислорода и водорода.
Местная атмосфера не способна защитить спутник от негативного излучения космоса. Уровень поверхностной радиации здесь таков, что уничтожит любое живое существо. Температура на экваторе объекта равна -160°C, на полюсах она достигает отметки в -220°C.
Европа обладает собственным магнитным полем, существование которого породило много предположений. Магнитное поле Европы вполне может быть порождено электротоками в водном океане под слоем льда. Вероятнее всего это поле образовано именно водным океаном, потому что оно довольно мощное для того, чтобы быть образованным небольшим металлическим ядром. О слоях магмы на таких малых телах как Европа говорить не приходится. Остаётся жидкая вода.

        Кроме того, магнитное поле Европы меняет свою мощность и ориентацию в зависимости от положения этого спутника относительно Юпитера, что можно объяснить только тем, что оно создано именно токопроводящей жидкостью.
Хотя, есть предположение, что роль жидкости может выполнять слой мягкого льда.
Европа особенно привлекает внимание вопросом, за счёт чего образовался жидкий водный океан под её поверхностью. Такие подлёдные океаны воды предположительно существуют и на других спутниках. Но, вода на тех спутниках находится в жидком состоянии на глубине нескольких сотен километров, из-за огромного давления ледяного панциря сверху. На Европе же ледяной панцирь слишком тонкий для создания такого давления.
По одной из версий, разогрев воды на Европе может происходить засчёт приливных сил Юпитера. Ведь, во время прилива, поверхность этого спутника Юпитера поднимается на целых 30 метров! При этом огромное количество энергии должно переходить в тепло, которое может растапливать лёд в глубинных слоях Европы. Поверхностный слой льда в таком случает играет роль теплоизолятора. При этом сама поверхность остаётся очень холодной по земным меркам, около -170°С.
Если это предположение верно, то получается, что для существования жидкой тёплой воды вовсе не обязательно нахождение планеты около горячей звезды. Достаточно наличия достаточно больших приливных сил в системе взаимного притяжения двух тел.
В 2012 году космический телескоп Хаббл сфотографировал нечто, напоминающее выброс воды над Южным полюсом Европы, но данных не хватило.
       В 2016 году были получены новые снимки и стало ясно, что это гейзеры, выбрасывающие жидкую воду, подобно знаменитым гейзерам на Энцеладе.
       Европа последовательно изучалась с бортов межпланетных станций NASA:
"Pioneer-10" в декабре 1973 г. сделал снимки Европы;
"Voyager 1" и "Voyager 2" в 1979 г. - более качественная фотосъёмка поверхности, именно их измерения позволили предположить существование жидкого океана на спутнике Юпитера Европе;
"Галилео" - во время долгосрочной экспедиции с 1995 по 2003 гг. - более точные измерения.
Также эту луну наблюдали:
• в 1994 г. — телескоп «Хаббл», выявивший в местной атмосфере наличие кислорода;
• в 1999-2000 гг. — космическая обсерватория «Чандра», зафиксировавшая рентгеновское излучение спутника;
• в 2000 г. — аппарат «Кассини», направлявшийся в рамках своей миссии к Сатурну;
• в 2007 г. — станция «Новые горизонты», получившая очередные фотоснимки объекта.
 
        Существует вероятность, что между слоем льда и скалистой частью спутника находится глобальный жидкий океан.
       Об этом сигнализируют, например, особые изгибы поверхности. Кроме того, исследовательские зонды зафиксировали красновато-коричневый цвет, сопровождающий немногочисленные тектонические разломы.
 
        Спектрографический анализ подтвердил наличие на этих участках большого количества солей, которые могли образоваться в результате испарения воды.
        Указывают на существование подповерхностного океана и свежие ледяные отложения в некоторых областях спутника. Неоднократно на Европе были замечены странные объекты, напоминающие водяные струи.
         Но главный признак наличия океана подо льдом — существующее на спутнике магнитное поле. Оно не могло бы образоваться без токопроводящего слоя в недрах, и соленый водоем для этого подходит. Среди доказательств в пользу воды под поверхностью — факт сдвига коры на 80°, который случился какое-то время назад. Его не произошло бы, если бы верхняя ледяная корка прочно прилегала к нижнему каменистому слою.
        О неоднородной поверхности Европы известно давно, как и о том, что ее поверхность — лед. Долгое время считалось, что спутник Юпитера покрыт многокилометровым слоем льда, так что спутник представляет собой нечто вроде снежка с каменным ядром внутри. Но, как оказалось, реальность гораздо интереснее — космический аппарат «Галилео» обнаружил признаки существования гейзеров над поверхностью Европы.

       За время своей научной миссии он 11 раз облетел Европу с минимальным расстоянием от поверхности в несколько сотен километров. Изучив переданные аппаратом данные, ученые выяснили, что в нескольких случаях показания магнитометра очень сильно менялись. Так случилось, в частности, 16 декабря 1997 года, когда расстояние до поверхности спутника Юпитера составило всего 206 километров. Ученые предположили, что «Галилео» прошел через гейзер.

      Орбитальный телескоп «Хаббл» помог доказать  существование гейзеров. Ну а раз они есть, значит, подо льдом Европы — жидкая вода, и ее много. Она может быть (и скорее всего это так) соленой, причем соль может быть не поваренной, а «английской», т.е. это калийная соль. Но в любом случае есть далеко ненулевой шанс существования под поверхностью Европы жизни — хоть микроскопической, хоть многоклеточной.

     Глубина океанов (вернее, океана) Европы может достигать 80-179 км, а значит, на спутнике Юпитера воды примерно в два раза больше, чем содержат все океаны Земли.
      Ученые считают, что океан Европы мог образоваться в результате метаморфизма: другими словами, нагрев и повышенное давление, вызванные ранним радиоактивным распадом или последующим подповерхностным приливным движением, привели к разрушению водосодержащих минералов с высвобождением воды, попавшей в ловушку ледяного покрова. Они также установили, что этот океан изначально был слегка кислым с высокими концентрациями углекислого газа, кальция и сульфата.
«Считалось, что океан до сих пор может быть довольно серным, но наше моделирование в сочетании с данными космического телескопа «Hubble» предполагает, что вода, скорее всего, обогатилась хлоридами. Другими словами, ее состав стал больше похож на океаны Земли. Мы верим, что он вполне пригоден для жизни. Европа – один из наших лучших шансов найти жизнь в Солнечной системе. Миссия NASA «Europa Clipper», которая будет изучать потенциальную обитаемость Европы, готовится к запуску в ближайшие несколько лет», – заключил Мохит Мелвани Дасвани.
        Стоит отметить, что предлагаемая модель позволяет предположить, что океаны на других лунах, таких как Ганимед и Титан, также могли образоваться в результате подобных процессов.
        Астрономы пришли к заключению, что под толстым слоем льда, покрывающего спутник Юпитера Европу, находится океан воды, чрезвычайно богатый кислородом. Если бы в этом океане была жизнь, то такого объема растворенного кислорода хватило бы на поддержание миллионов тонн рыбы. Впрочем, пока о существовании сколь-нибудь сложных форм жизни на Европе речи не идет.
Ученые говорят, что последние исследования океана на Европе свидетельствуют в пользу того, что в данном огромном бассейне есть все условия для возникновения жизни, по крайней мере на микробактериальном уровне.

        Европа является одним из самых интересных спутников Юпитера. По своим размерам она сопоставима с Луной, однако Европа покрыта слоем океана, глубина которого составляет порядка 100-160 километров. Правда, на поверхности этот океан замерз, толщина льда, согласно современным оценкам, составляет около 3-4 километров. Руководствуясь земным опытом, можно утверждать, что там, где есть вода, должна быть и жизнь. Раз на Европе вода есть, более того, там ее очень много, то и шансов на обитание там жизни тоже немало.

       Еще больше шансов на возникновение жизни на Европе, если принять во внимание и другие факторы. Последние моделирования, проведенные в НАСА, говорят о том, что теоретически Европа могла бы поддерживать наиболее распространенные морские формы жизни, обитающие на Земле.

       Лед на поверхности спутника, как и вся вода на нем, состоит преимущественно из водорода и кислорода. С учетом того, что Европа находится под постоянным ударом радиации от Юпитера и Солнца, то лед формирует так называемый свободный кислород и другие оксиданты, такие как пероксид водорода. Очевидно, что активные оксиданты есть и под поверхностью Европы. В свое время именно активный кислород привел к появлению многоклеточной жизни на Земле.
        В прошлом космический аппарат «Галилео» обнаружил на Европе ионосферу, что указывало на существование атмосферы у спутника. Впоследствии с помощью орбитального телескопа «Хаббл» у Европы действительно были замечены следы крайне слабой атмосферы, давление которой не превышает 1 микропаскаль. Атмосфера состоит из кислорода, образовавшегося в результате разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации (лёгкий водород при столь низком тяготении улетучивается в космос).

        Единственным моментом, который затрудняет возникновение сложных форм жизни, является замкнутость океана. То есть в Солнечной системе в составе астероидов и комет летает довольно много сложных органических соединений, но им, при попадании на поверхность Европы, почти невозможно проникнуть сквозь толстый слой льда. Таким образом, жизнь на Европе, должна была изначально зародиться в недрах океана.

          Однако последние исследования и модели Европы говорят о том, что органическим соединениям совершенно не обязательно проникать на глубину 3-4 километров. Уже примерно на глубине 10 метров концентрация кислорода значительно возрастает, а плотность льда снижается. Таким образом, теоретически, жизнь на Европе может быть уже на глубине 10 метров.
          Ричард Гринберг из планетарной лаборатории Университета штата Аризона, говорит, что для поиска жизни на Европе совершенно не обязательно исследовать подледный океан.
Кроме того, ученый полагает, что температура воды на Европе может быть существенно выше, чем предполагает большинство исследователей. Дело в том, что Европа находится в сильном гравитационном поле Юпитера, который притягивает Европу в 1000 раз сильнее, чем Земля притягивает Луну. Очевидно, что под таким притяжением твердая поверхность Европы на которой расположен океан, должна быть очень активной в геологическом плане, а раз так, то здесь должны быть активные вулканы, извержения которых поднимают температуру воды.

        Гринберг говорит, что последние компьютерные модели показывают, что поверхность Европы фактически изменяется каждые 50 млн лет. Кроме того, как минимум 50% дна Европы - это горные хребты, образующиеся под воздействием гравитации Юпитера. Именно гравитация ответственна и за то, что значительная часть кислорода на Европе расположена в верхних слоях океана.
"Примерно 40% поверхности Европы - это хаотичные местности. Можно с определенной долей уверенности сказать и о том, что на дне есть много разломов, которые хранят тяжелые химические элементы", - говорит ученый.

      С учетом нынешних динамических процессов на Европе, ученые подсчитали, что для достижения того же уровня насыщения кислородом, что и на Земле, океану Европы достаточно всего 12 млн лет. "За этот период времени тут образуется оксидных соединений достаточно для того, чтобы поддерживать самую большую морскую жизнь, что есть на нашей планете", - отмечает он.
                Жизнь на Европе.
          Спутник Юпитера Европа является одним из главных кандидатов на поиски внеземной жизни. Для возникновения белковой жизни земного типа нужна прежде всего жидкая вода.
          Если предположение об океане жидкой воды на спутнике Юпитера Европе верно, то получается, что для существования жидкой воды вовсе не обязательно нахождение планеты около горячей звезды, которая растопила бы лёд. Достаточно наличия достаточно больших приливных сил в системе взаимного притяжения двух космических тел.
       И тогда дело обоачивается удивительным образом.
Раз излучение звезды не обязательно для существования жидкой воды то, белковую жизнь можно искать не только вблизи звёзд, но и на периферийных областях звёздных систем, в том числе и в Солнечной системе.
         Жизнь можно искать около совсем маленьких звёзд.
И даже в планетных системах, у которых не хватило массы, чтобы зажечь собственную горячую центральную звезду и которые мы просто не видим!
        Например, это даёт основания для предположения наличия жизни в планетных системах около коричневых карликов и в системах около больших планетоидов, которые с Земли вообще не видны.

       Конечно, у ученых нет прямых доказательств существования жизни на Европе, но зато есть косвенные, и это не один набор данных. В частности, в 2013 году исследователи Калифорнийского университета заметили следы присутствия перекиси водорода. Она необходима для процесса, который называется метаногенезом — образованием метана анаэробными археями.

             Кроме ресурсов вроде перекиси для существования жизни нужна еще тепловая энергия. И она, скорее всего, тоже есть на Европе. Есть несколько предположений насчет возможности существования жидкой воды на Европе. Одна из них — гравитационное воздействие спутника с газовым гигантом. Европа вращается вокруг Юпитера, благодаря чему внутренние слои смещаются и деформируются под воздействием гравитации. Все это приводит к трению с генерацией тепла. Разогревается мантия луны Юпитера, которая нагревает придонные слои океана. Возможно, теплее всего на полюсах спутника — там должен генерироваться максимальный объем тепла.

        Этот эффект называется «приливный разогрев» и не является уникальным в Солнечной системе. У ученых есть все основания считать, что приливный разогрев характерен и для других спутников планет-газовых гигантов. По мнению Йоахима Заура, планетолога из Кельнского университета, Европа — один из лучших кандидатов на обнаружение внеземной жизни, поскольку здесь жидкая вода взаимодействует с силикатной мантией. Это значит, что минеральные соединения вымываются, поставляя ресурсы для живых организмов (если они там есть, конечно).

         Кроме трения, есть и еще одна возможность — вулканическая активность. Если подо льдом есть вулканы, то они создают необходимые для существования жизни условия. Примеры есть на Земле — это гидротермальные источники на дне океанов нашей планеты.

       Еще есть далеко ненулевая вероятность попадания кислорода в воду. Некоторые ученые предполагают, что этот элемент образуется на поверхности Европы под воздействием солнечного ветра, а затем попадает в океан уже в ходе чисто геологических процессов. Правда, концентрацию кислорода в воде пока что определить невозможно — нужна специализированная миссия.

       Что касается самой жизни, то о возможной конфигурации экосистем рассказывает созданный около 20 лет назад документальный фильм BBC «Естественная история инопланетянина» (Natural History of an Alien). Его создатели считают, что в основе трофической цепочки будут находиться хемотрофные бактерии. Они будут формировать слои органических отложений на дне океана, а другие живые организмы, будут этими отложениями питаться. Эти организмы — аналог травоядных организмов на Земле. Соответственно, будут существовать и хищники, которые могут быть похожими на акул.
             Многие современные исследователи считают, что Европа обладает большим потенциалом для существования внеземной жизни. Даже большим чем Марс, наш ближайший планетарный сосед. Хотя недавно и были получены доказательства наличия водяного льда на Марсе, и на его полюсах и под поверхностью действительно может быть значительное количество замерзшей воды, вероятность существование ее на Марсе в жидком виде почти равна нулю. Если на Марсе и есть жизнь, она, скорее всего, окажется микробной по своей природе.
          Но огромный океан Европы обладает гораздо большим потенциалом. Ученые определили три требования к возникновению жизни. Это наличие жидкой воды, источника энергии и нужных химических элементов. Они должны послужить для жизни «строительными блоками» Европа имеет все три.
         Европа — это гравитационно заблокированный мир. Одна сторона спутника всегда обращена к своему гравитационному хозяину — Юпитеру. Эта мощная сила удерживает Европу на эллиптической орбите. В некоторых ее точках спутник попеременно бывает ближе или дальше от Юпитера. Этот процесс создает трение внутри Европы в ее сердцевине, состоящей из твердого никеля и железа. Так возникает постоянный источник геотермального тепла, который сохраняет океан Европы в жидком состоянии.
         Без солнечного света жизнь на Европе никогда не разовьет фотосинтез. Но это не обязательное требование. На Земле большинство растений используют энергию Солнца для приготовления пищи, и не едят другие живые существа для питания. Они известны как автотрофы. Но есть автотрофы, которым Солнце не нужно. Это бактерии, которые размножаются с использованием тепла, исходящего от мантии Земли. Оно выходит из гидротермальных жерл на морском дне.
        Европа отвечает элементарными требованиями для существования жизни. Наличие жидкой воды обеспечивает доступ ко многим другим элементам. Это происходит благодаря различным химическим реакциям. Так получаются свободный кислород, перекись водорода, диоксид углерода и диоксид серы. В сочетании с железом, а также такими элементами, как фосфор, эти процессы в конечном итоге приведут к получению всех необходимых соединений.
           Все элементы, необходимые для жизни, вероятно, существуют в необходимых количествах на Европе. Но любая многоклеточная жизнь, которая там развивается (или развивалась), будет иметь только общие характеристики с жизнью на Земле. Жизнь на Европе не обязательно будет требовать ДНК и не должна обязательно основываться на углероде. Высокая концентрация кремния, обнаруженная на поверхности Европы, может означать, что жизнь там основана на этом элементе.
         Принцип конвергентной эволюции — это идея о том, что живые существа, которые не связаны между собой, будут развиваться так, что получат сходные черты. Поэтому водные формы жизни на основе кремния будут чем-то напоминать земных рыб, ракообразных и моллюски. Известно, что акулы и дельфины очень похожи во многих отношениях, но очень далеки друг от друга на древе жизни. У животных Европы мы могли бы найти плавники, щупальца, как жесткие, так и мягкие скелеты, различные формы балласта, как у китов, бесконечное разнообразие глаз, множество типов раковин и так далее.
        Жизнь на Европе, в ее океанах, может быть не только микробной, несмотря на чрезвычайно высокое давление. На Земле угорь Simenchelys parasiticus спокойно живет на глубине более километра.  А тихоокеанская гадюка охотится на добычу в 4 километрах ниже поверхности.
             Даже если жизнь на Европе существует, ее поиск будет сопряжен с серьезными трудностями. Чтобы увидеть такую жизнь напрямую, необходимо будет произвести колоссальную работу. Будет нужно создать оборудование, способное пробурить километры льда. Нужны будут технологии, которые позволят произвести спуск непосредственно в глубину океана Европы.
            Отверстия на поверхности Европы выбрасывают подземные воды из океана, находящегося под ледяной коркой Европы. Но ее тонкая атмосфера плохо защищает от жесткого излучения Юпитера. Используя данные облетов космических аппаратов Galileo и Voyager 1, ученые НАСА выяснили, что излучение Юпитера, которое попало на поверхность Европы, было самым сильным на ее экваторе и самым слабым на полюсах. Если и есть шансы найти выброшенные на поверхность свидетельства жизни, лучшим выбором будут полюса Европы.
          Новая модель ученых NASA подтверждает теорию о том, что подповерхностный океан на Европе, спутнике Юпитера, может поддерживать жизнь. Кроме того, планетологи подсчитали, что вода, скрытая под ледяной оболочкой луны, могла образоваться в результате разрушения содержащих воду минералов из-за приливных сил или радиоактивного распада. Научная работа впервые представлена на виртуальной конференции «Goldschmidt 2020».
             «Мы смогли смоделировать состав и физические свойства ядра, силикатного слоя и океана и установили, что разные минералы теряют воду и летучие вещества на разных глубинах и при разных температурах. Просуммировав их, мы обнаружили, что они соответствуют прогнозируемой массе современного океана», – сообщил исследователь Мохит Мелвани Дасвани.
        Есть очень удивительный факт о Европе. Космическая станция "Галилей", которая несколько лет назад пролетела над поверхностью Европы, спустившись до отметки в 400 километров, уловила некий свист, идущий из-подо льда. Об этом рассказал астроном Саймон Кларк, работающий в Космическом центре имени Кеннеди.
- После того как эти факты были переданы на Землю и подвергнуты тщательному компьютерному анализу, ученые были поражены. Аудиограф показал, что частота звуков, исходящих из океана Европы, была идентична звукам, издаваемым земными дельфинами! Вероятность ошибки составляет 0,001%, - сообщил Кларк. Если это правда, то человечеству вполне возможно придется столкнуться на Европе, не просто с жизнью, но и с разумом. Ведь и земные дельфины, как показывают многочисленные исследования, обладают интеллектом.
              В то время власти США засекретили все данные о программе «Галилей», в результате чего детали этого открытия стали известны недавно.
        На побережье Флориды создана секретная океаническая лаборатория, в которой морскими биологами проводятся сложные эксперименты. Суть их сводится к следующему. Они “прокручивают” запись загадочных звуков с Юпитера дельфинам, надеясь, что дельфины поймут этот язык таинственных существ. К Юпитеру планируется отправить еще одну экспедицию вместе с записью «переговоров» дельфинов, которые предполагается транслировать на Европу с помощью специальных передатчиков.
                Перспективы освоения Европы.
       В настоящее время NASA и EKA(европейское космическое агентство) разрабатывают несколько программ по исследованию спутника Юпитера Европы. Проект EKA называется "Лаплас", в него приглашены так же и российские космические предприятия и институты.
       Спутник рассматривается как возможная цель размещения на нем земной колонии. Внутренний океан (хотя добраться до него будет непросто: придется бурить сверхглубокие скважины) станет для поселенцев источником воды, воздуха и ракетного топлива.
          Для жизни на Европе нужна будет атмосфера. Ее планируется сформировать в результате сублимации льда, которую можно вызвать локальными ракетными ударами и другими способами повышения  температуры поверхности.
      Передвигаться по ледяной поверхности спутника лучше всего на буере, но приводимом в движение не традиционным парусом (ветры здесь отсутствуют), а любой силовой установкой. Можно также приспособить специальную парусную конструкцию для улавливания солнечного ветра. Корпус этого транспортного средства должен быть максимально защищен от радиации, полозья — широкие и длинные, потому что местный лед испещрен разломами и трещинами.
        Среди проблем, с которыми столкнутся колонизаторы, — радиоактивное излучение от Юпитера, способное убить человека буквально за 1 день. Выходом станет размещение поселений под ледяным покровом.
       На сателлите незначительная гравитация, это быстро вызовет у жителей физическую слабость, атрофию мышц и разрушение костей.

Автор Ларин Алексей Владимирович. В более красивом виде эта и другие мои статьи опубликованы на моём личном сайте в  виде блога по интернет-адресу, который следует вводить в самой  верхней строке интернета: https://www.алексей-ларин.рф/