Подводный снег раскрывает тайны ледяной оболочки Европы

Под толстой ледяной коркой спутника Юпитера Европы находится массивный глобальный океан, где снег всплывает вверх на перевернутые ледяные пики и подводные ущелья. Этот странный подводный снег известен под шельфовыми ледниками на Земле. Новое исследование показывает, что то же самое, вероятно, верно и для Европы, где такой снег может играть роль в формировании её ледяной оболочки.

Этот подводный снег гораздо чище других видов льда, что означает, что ледяная оболочка Европы может быть гораздо менее солёной, чем считалось ранее. Это важно для учёных миссии NASA Europa Clipper, которая с помощью радара заглянет под ледяной панцирь, чтобы выяснить, может ли океан Европы быть пригодным для жизни. Новая информация критична, поскольку соль, захваченная во льду, влияет на то, что и как глубоко сможет «увидеть» радар в ледяной оболочке. Поэтому возможность предсказать состав льда поможет учёным интерпретировать данные.

Исследование, опубликованное в августовском выпуске журнала Astrobiology, возглавил Техасский университет в Остине, который также руководит разработкой радара для зондирования льда на аппарате Europa Clipper. Понимание типа льда в оболочке Европы также поможет расшифровать солёность и потенциальную обитаемость её океана.

«Изучая Европу, мы интересуемся солёностью и составом океана, потому что это один из факторов, который определяет его потенциальную обитаемость или даже тип жизни, которая могла бы там существовать», — говорит ведущий автор исследования Натали Вольфенбаргер, научный сотрудник Института геофизики Техасского университета (UTIG).

Европа — каменистый мир размером с Луну, окружённый глобальным океаном и ледяной оболочкой толщиной в мили. Предыдущие исследования показывают, что температура, давление и солёность океана Европы вблизи льда аналогичны условиям под шельфовым ледником в Антарктиде.

Опираясь на эти знания, новое исследование изучило два разных способа замерзания воды под шельфовыми ледниками:

• Конжеляционный лёд — нарастает непосредственно под ледяным шельфом.
• Фразиловый лёд — образуется в виде ледяных хлопьев в переохлажденной морской воде, которые всплывают и оседают на нижней поверхности ледяного шельфа.

Оба типа льда менее солёные, чем морская вода. Вольфенбаргер выяснила, что при масштабировании до размеров и возраста ледяной оболочки Европы этот лёд будет ещё менее солёным. Более того, согласно её расчётам, фразиловый лёд — который удерживает лишь крошечную долю соли из морской воды — может быть очень распространён на Европе. Это означает, что её ледяная оболочка может быть на порядки чище, чем предполагалось ранее. Это влияет на всё: от её прочности и теплопроводности до сил, которые могут двигать своеобразную ледяную тектонику.

«Эта работа открывает целый новый набор возможностей для размышлений об океанических мирах и их функционировании», — говорит Стив Вэнс, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), не участвовавший в исследовании.

По словам соавтора Дональда Блэнкеншипа, старшего научного сотрудника UTIG и руководителя разработки радара для Europa Clipper, это исследование подтверждает возможность использовать Землю как модель для понимания обитаемости Европы.

«Мы можем использовать Землю, чтобы оценить обитаемость Европы, измерить обмен примесями между льдом и океаном и понять, где во льду находится вода», — говорит он.