Юпитер - грозный гигант
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Юпитер
 Спутники
Европа
Страница: Спутник Юпитера Европа, Подробнее о Европе (Part #1, Part #1Part #2;
Гигант Юпитер
Галилеевы спутники

Водная Европа

    Европа была открыта Галилео Галилеем и Симоном Мариусом (Симон Мариус чуть позже, и это он предложил название галилеевым спутникам) в 1610 году. Согласно греческой мифологии, Европа - финикийская принцесса, похищенная Зевсом, который принял облик белого быка, и ставшая его возлюбленной.
    Приливная энергия, рассеиваемая в недрах следующего спутника, Европы, значительно меньше. Первые сообщения после сближения с Юпитером космических аппаратов не указывали на какие-либо признаки извержений. Но в дальнейшем были опубликованы сведения о наблюдавшемся султане над лимбом спутника, имеющем в своем составе пары воды, аммиак и «попутные продукты». Тем не менее газовые извержения, столь типичные для Ио, на Европе, по-видимому, очень редки.
    То, что предстает на снимках Европы, — это сплошная ледяная оболочка спутника. Вид ее необычен. 100 лет назад была высказана нашумевшая идея о каналах на Марсе. Эти линии оказались всего лишь обманом зрения в условиях плохо различимых деталей на другой планете. Но вот на поверхности оранжево-коричневой Европы обнаружена вполне реальная густая сеть искривленных пересекающихся линий. Вид поверхности Европы напоминает снимки Северного ледовитого океана, сделанные с орбиты искусственного спутника Земли. Ученые вначале осторожно отнеслись к напрашивающейся аналогии. Но спектральные измерения не оставляли места для сомнений: природа поверхности — водяной лед и снег.
    Крупномасштабные снимки принесли немало загадок. На одном из участков поверхности Европы видно много витков правильной циклоиды с шагом в несколько километров. Происхождение ее остается непонятным.

Сеть трещин Европы
Сеть трещин Европы
СЕТЬ ТРЕЩИН НА ЕВРОПЕ

    Размеры и средняя плотность небесного тела позволяют сделать предварительные выводы о доле льда в общей массе спутника. При диаметре 3138 км и средней плотности 3,04 г/см3 Европа должна быть обогащена водой по сравнению с Ио и Луной. Поэтому первые выводы говорили о толщине ледяной оболочки 100 км. Дальнейшие оценки, однако, привели к более скромным цифрам. В недрах Европы также выделяется энергия приливных взаимодействий, которая как минимум поддерживает в жидком виде толстую мантию, а попросту говоря, глубочайший подледный океан. Благодаря небольшой, но заметной эксцентричности орбиты и гравитационному взаимодействию с другими спутниками рассеиваемая энергия довольно велика, поэтому океан может быть теплым. Глубина океана составляет несколько десятков километров, а ледяной панцирь должен иметь толщину всего несколько километров. Эта оболочка хрупка и под действием перемещающегося приливного выступа иногда лопается, образуя доступ жидкой воды к безатмосферной поверхности спутника.
    По-видимому, глобальная сеть линий — это трещины в толстой ледяной коре, вызываемые тектоническими процессами. Эти разломы не сопровождаются какими-либо движениями коры, а сами трещины заполняются быстро затвердевающим оранжевым раствором. Ширина разломов от десятков километров до 100 км, а их протяженность достигает 3000 км и более. Изливающаяся вода мгновенно закипает и одновременно замерзает, а испарившаяся часть выпадает на поверхность в виде снега и инея в радиусе нескольких сотен километров от источника. Само кипение уносит очень много тепла; в условиях Европы слой льда в полметра образуется за несколько минут. Такая схема подтверждается высокой яркостью поверхности (обнаженный свежий иней и лед) и, как уже говорилось, спектральными измерениями, указывающими на водяной лед почти без примесей.
    Как и в случае Ио, фундаментальным оказывается вопрос о возрасте поверхности. На снимках практически отсутствуют метеоритные кратеры, эти «засечки» возраста. Добавим, что Европа — очень гладкий спутник (иногда говорят, «как бильярдный шар»). Наибольшие перепады высот не превышают 50 м. Все это можно понимать по-разному: либо как очень молодой рельеф, либо как существование какого-то механизма сглаживания рельефа. В пользу второго говорит высокая температура (жидкий океан воды) и способность льда в таких условиях к пластическим перемещениям (ледники).
    Чтобы получить более однозначный ответ, была сделана попытка определить, насколько загрязнена снежная поверхность Европы серой. Как уже говорилось, сера выбрасывается с Ио, встраивается в виде ионов в магнитосферу Юпитера и постоянно бомбардирует поверхность Европы. Плотность этого потока известна, поэтому содержание серы дает оценку возраста. Измерения, выполненные с борта искусственного спутника Земли, дали следующие результаты: серы намного меньше, чем ожидалось, а средняя скорость выпадения осадков на поверхность за счет извержения воды составляет не менее 10 см за 1 млн. лет. Отсюда сразу же следует вывод, что через трещины, не считая испарения льда с поверхности спутника, выбрасывается не менее 100 кг воды в секунду (конечно, для спутника в целом).
    Дно подледного океана должно быть сложено из силикатных пород, составляющих основную часть массы спутника. Если в силикатной подводной коре Европы имеются места повышенного тепловыделения (подводные вулканы), в результате термохимического синтеза могут возникать сложные химические соединения. Правда, существование таких очагов сомнительно, так как масса Европы уступает массе спокойной в вулканическом отношении Луны. Но ведь и вулканизм Ио был сюрпризом.

Сеть трещин Европы
СЕТЬ КРУГОВЫХ ТРЕЩИН НА ЕВРОПЕ

    Интерес к подледному океану Европы был стимулирован предположением о возможном существовании в нем жизни, пусть в самых простейших формах. По своему объему океан Европы должен быть близок к земному, если его глубина составляет 50—60 км. При ускорении свободного падения на поверхности 1,32 м/с2 давление на его дне такое же, как на 4-километровой глубине земного океана. Известно, что жизнь на Земле появилась именно в океанах, но для океанов Европы имеется труднопреодолимое ограничение: отсутствие источников энергии, каким на Земле является солнечный свет. Жизнь и фотосинтез неразделимы. Правда, есть одно исключение: соединения серы, образующиеся при весьма высоких температурах подводных извержений» используются некоторыми микроорганизмами в хемосинтезе (химическом синтезе под воздействием тепла).
    Есть и другие, столь же гипотетические идеи; например, поглощение света микроорганизмами в короткий период существования новых трещин в ледяном панцире планеты. Читатель, вероятно, сможет предложить еще какую-нибудь идею. Cуществование ледяной оболочки Европы доказано и сомнений не вызывает. Что же касается океана и связанных с ним предположений, то пока это только умозрительные гипотезы.
    Изображения, полученные космическим аппаратом "Галилей" в августе 1999 года, показывают области Тера и Трейс (на снимке они ржавого цвета), каждая около 80 км шириной. Искривленные края вызывают у ученых предположение, что это район геологической активности. Участки поверхности распадались на части, а затем соединялись в новом положении. Геологические данные и наличие магнитного поля приводят ученых к выводу, что на Европе может существовать подземный океан. Части рельефа, показанные красно-коричневым цветом, не содержит льда и являются следствием геологической активности. Светло-голубые участки изображения соответствуют участкам рельефа, покрытым тонко-зернистым льдом, темно-голубые - грубо-зернистым. Длинные темные линии - гребни и трещины в поверхности, некоторые из них достигают размера до 3000 км. Возможно, существует приливный цикл, связанный с Юпитером, при котором Европа разогревается, а затем охлаждается.

Исследования Galileo

    Спутник Юпитера Европа (диаметром 3140 км) является одним из самых интересных тел в Солнечной системе и из 35 витков "Галилео" вокруг Юпитера 11 были спроектированы с целью изучения этого спутника. Работа станции планировалась до 1997 г., однако миссия "Галилео" была продлена, причем полтора года в 1997-1999 гг. отводились почти исключительно на изучение Европы. Было сделано множество снимков спутника, в т.ч. с разрешением в несколько метров.
    Данные "Галилео" подтвердили гипотезу о том, что под ледяным панцирем Европы может скрываться океан жидкой воды, превышающий по объему все океаны Земли. При этом температура поверхности составляет около минус 160 градусов Цельсия. Существование жидкого океана, вероятно, может быть следствием разогрева в результате действия приливных сил, порождаемых тяготением Юпитера и соседних спутников.
    На некоторых снимках видны куски льдин, вмерзших в более молодой лед. Причем льдины ранее образовывали единую структуру, но затем разъезжались и поворачивались. Это может говорить о том, что куски льда двигались над жидким (или по крайней мере вязким) основанием. Многие участки коры Европы как бы сложены из блоков, разделенных разломами в виде борозд. Блоки, по-видимому, могут перемещаться: на этом снимке видно, что cтруктура в центре кадра образовалась в результате движения двух поверхностных плит и дальнейшем заполнением трещины веществом из недр планеты. Это свидетельство того, что Европа могла иметь подповерхностный океан по крайне мере в недавнем (по геологическим меркам) прошлом. Обнаружены темные пятна и выпуклые образования, которые могли сформироваться в результате процессов, аналогичным лавовым излияниям (под действием внутренних сил теплый, расплавленный лед двигается от нижней части поверхностной корки вверх, а холодный лед оседает, погружаясь вниз; это еще одно из доказательств присутствия жидкого, теплого океана под поверхностью). Темные пятна могут указывать на химический состав внутреннего океана и, возможно, прояснить в будущем вопрос о существовании жизни в нем. На снимке видно, что окружающая поверхность прогнулась и треснула вокруг выпуклой "рукавицы". Обнаружен также кратер (названный Pwyll), центральная горка которого заметно выше его краев, что может свидетельствовать о выходе мягкого льда или воды через отверстие, пробитое метеоритом. На поверхности имеются также загадочные темные пятна. Возможно, они образовались в результате полного расплавления поверхностного слоя теплыми приливами внутреннего океана.

Сеть трещин Европы
Сеть трещин Европы
СВЕРХУ - ОБЛАСТИ ТЕРА И ТРЕЙС

    Поверхность Европы испещрена множеством линий разной толщины и длиной до 1600 километров. Некоторые снимки поверхности Европы напоминают вид Северного полюса Земли из космоса (а эта зона, как известно, расположена над океаном). Европа похожа на разбитое стекло, склеенное льдом, выделяющимся изнутри. Вероятно, борозды представляют собой разломы, образующиеся под действием приливных сил, когда океанские приливы выгибают ледяную корку. Этот процесс может быть медленным и постепенным, но не исключено, что трещины образуются внезапно. Еще одним свидетельством наличия жидкой (либо мягкой) внутренней субстанции является отсутствие больших перепадов рельефа.
    О наличии жидкого океана говорит также структура магнитного поля Европы. Во время полёта на расстоянии 351 км над поверхностью, магнитометр "Галилео" измерял изменения в магнитном поле спутника. Направление его изменяется таким образом, что можно утверждать о существовании электрического проводника под видимой поверхностью, например соленого океана. Электрический ток не смог бы течь через сплошной лед, так как он не является хорошим проводником.
    Гравитационные измерения, проведенные аппаратурой станции "Галилео", также подтвердили дифференциацию тела Европы: твердое ядро и водно-ледяной покров толщиной около 100 км.
    Природа темных пятен на поверхности Европы и темного вещества во многих бороздах пока не ясна. По-видимому, такой цвет и спектр дают сульфат магния и/или иные соединения, содержащие серу. Источником этих веществ могут быть либо вулканы на Ио, либо недра Европы, а также метеориты. Возможно, это соли, растворенные в европианском океане.
    Хотя имеется множество данных, говорящих о высокой геологической активности Европы и динамичных изменениях ее поверхности, прямых свидетельств этому нет. Не обнаружено ни одного действующего вулкана или гейзера, не зарегистрировано каких-либо изменений, прошедших между полетами "Вояджера" и "Галилео". В то же время, судя по количеству кратеров и другим признакам, возраст поверхности Европы измеряется максимум в десятках миллионов лет, что немного по геологическим меркам. И если подледный океан существовал несколько десятков миллионов лет назад, он, скорее всего, существует и сейчас.
    Ученые не исключают существование жизни на Европе, особенно если на ней имеются подводные вулканы. На Земле развитые биологические системы найдены как около подводных горячих источников, так и в подледном антарктическом озере Восток.


Дополнение к выше сказанному

    Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних спутников. Это одно из самых гладких твердых тел в Солнечной системе. На Европе нет возвышенностей более 100 м высотой. Вся ее молодая Сеть трещин Европы ледяная поверхность покрыта сетью светлых и темных узких полос огромной протяженности. Темные следы длинной в тысячи километров - это следы глобальной системы трещин. Ледяная кора довольно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов. Космический корабль NASA Galileo в 2000 году обнаружил кратер размером с крупный город на Европе, спутнике Юпитера. Исследования этого кратера могут пролить свет на характер загадочной ледяной поверхности Европы. Этот кратер - результат произошедшего в прошлом крупного столкновения кометы или астероида с поверхностью Европы. Кратер - яркое круглое пятно - имеет диаметр около 80 километров, что делает размеры кратера сравнимыми с крупнейшими городами на Земле. Площадь этого кратера составляет примерно 5000 квадратных километров.
    На Европе заметно содержание сравнительно чистого водного льда, в то время как синий цвет указывает на то, что присутствует также и не льдистый материал. Состав темного материала спорен. Он может состоять из минералов, образованных испарением соленой морской воды, или он может быть богат серной кислотой. Яркое кольцо вокруг кратера состоит из льдистого подповерхностного материала, выброшенного из кратера при столкновении, в то время как темная область внутри кратера может содержать остатки столкнувшегося тела. Дальнейшие исследования могут прояснить и природу столкнувшегося с Европой тела, и химический состав поверхности Европы.
    Ученые нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 10-30 км. Температура поверхности - 145°С. Недавние наблюдения показывают, что Европа имеет очень незначительную атмосферу. Наличие в ней кислорода объясняется тем, что солнечный свет и заряженные частицы, воздействуя на ледяную поверхность Европы, производят водяной пар, который разделяется на водород и кислород. Водород улетучивается, оставляя один кислород.

Самая подробная информация машины с пробегом на нашем сайте.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru