Подземные океаны на карликовых планетах и их значение для жизни

Долгое время Земля считалась единственной планетой Солнечной системы с океаном. Однако появляется всё больше свидетельств, что подземные океаны существуют даже в самых неожиданных ледяных телах, включая карликовые планеты за пределами Плутона. Это удивительно, учитывая, что температура их поверхности опускается ниже -200°C.

Революция в понимании: приливный нагрев

Переломным моментом стала работа 1979 года астрофизика Стэна Пил, предсказавшая сильный внутренний нагрев спутника Юпитера Ио из-за приливных сил. Гравитационное взаимодействие Ио с соседней Европой вызывает регулярные приливные деформации, разогревающие недра Ио трением. Прогноз подтвердился, когда Voyager-1 сфотографировал извергающиеся вулканы на Ио.

Этот механизм работает в обе стороны. Европа также испытывает приливный нагрев. Сегодня есть убедительные доказательства, что под ледяной корой Европы находится океан глубиной около 100 км. У другого спутника, Ганимеда, может быть несколько жидких слоёв между слоями льда. Тепло, не дающее воде замерзнуть, имеет в основном приливное происхождение.

Океаны в неожиданных местах

Свидетельства существования внутренних океанов накапливаются даже для тел, где приливный нагрев маловероятен или отсутствует:

• Энцелад (спутник Сатурна): наличие океана доказано по "покачиванию" ледяной коры и прямым пробам воды, выброшенной гейзерами. Химический состав этой воды указывает на взаимодействие с тёплыми породами на дне океана и условия, потенциально пригодные для микробной жизни.
• Спутники Урана (Ариэль), Тритон (спутник Нептуна) и Плутон также могут иметь или иметь в прошлом подповерхностные океаны.
• Церера (ближайшая к Солнцу карликовая планета), возможно, содержит замёрзший океан или солёную жижу.

Океаны за пределами Плутона: новые данные

Наиболее удивительные свидетельства получены с космического телескопа James Webb для карликовых планет Эриды и Макемаке, которые меньше и значительно дальше Плутона.

Анализ изотопного состава замёрзшего метана на их поверхности указывает на:

1. Химические реакции между водой внутреннего океана и породами океанского дна.
2. Наличие сравнительно молодых, возможно, даже современных выбросов воды (плюмов).

Авторы исследования полагают, что для поддержания этих океанов в жидком состоянии достаточно тепла от распада радиоактивных элементов в недрах.

Значение для поиска жизни

Хотя обилие подземных океанов повышает интерес к астробиологии, новые данные вносят коррективы. На конференции по лунной и планетарной науке (11–15 марта) были представлены работы, показывающие, что породы под океаном Европы, вероятно, слишком прочны, чтобы в них образовывались разломы и гидротермальные источники, подобные тем, что поддерживали жизнь на ранней Земле.

Возможно, другие подземные океаны окажутся столь же негостеприимными. Однако пока надежда на обнаружение условий для жизни в этих далёких мирах сохраняется.