Поверхность Европы одна из самых ровных в Солнечной системе, лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту до нескольких сотен метров. Высокое альбедо спутника - около 0,65 - свидетельствует о том, что поверхностный лёд относительно чистый и, следовательно, молодой (полагают, что, чем чище лёд на поверхности «ледяных спутников», тем он моложе). Характер поверхности Европы на мелких масштабах остается невыясненным, поскольку наиболее детализированный снимок поверхности Европы (сделанный аппаратом «Галилео» с высоты 560 км 16 декабря 1997 года) имеет разрешение всего 6 м на пиксель. Ещё 15 изображений имеют разрешение 9–12 м на пиксель. Снимок одной из наиболее интересных с научной точки зрения областей Европы - пятна Тера - имеет разрешение 220 м на пиксель.

Пятна Тера и Фракия на Европе     Тера и Фракия две темно-красных области, которые своим образованием разрушили ледяные равнины с многочисленными хребтами. Север сверху. Тера Макула (слева) в ширину достигает 85 км, а в длину около 70 км. На фотографии хорошо видно, что Тера Макула чуть ниже уровня окружающих ее равнин. Некоторые яркие льдины, наблюдаемые внутри области, по всей видимости откололись по краям области хаоса. Изогнутые разломы вдоль границ Макулы Тера позволяют предположить, что во время ее формирования произошел какой-то коллапс или быстрое разрушение. В противоположность Тере, Макула Фракия (справа) больше размером и демонстрирует бугристый рельеф, который размещается на том же уровне (или даже чуть выше) что и окружающий пятно светлый рельеф старых равнин. Макула Фракия с юга упирается в серую линию Ливия и частично ее перекрывает. Одна из моделей формирования этих пятен утверждает, что подледный океан в некоторых местах проплавляет кору Европы и выплескивается на поверхность. Снимки для этой мозаики получены на 17й и 14й орбите вокруг Юпитера. Центр с координатами 50 градусов ю.ш. и 180 градусов з.д. Область размером 525 на 300 км.

КА "GALILEO": ЕВРОПА

    Наиболее часто на поверхности спутника встречаются следующие геоструктуры:

    • Равнинные области. Гладкие равнины могут образоваться в результате активности криовулканов, которые извергаются на поверхность, заполняя растекающейся и твердеющей водой огромные площади.
    • Хаотические области, занятые случайно разбросанными «обломками» разных геометрических форм.
    • Области с преобладанием линий и полос.
    • Хребты (как правило, сдвоенные).
    • Ударные кратеры.

Тектоника плит на Европе

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

    Количество кратеров невелико (есть лишь около 30 наименованных кратеров диаметром свыше 5 км), что говорит об относительной молодости поверхности - от 20 до 180 млн лет. Следовательно, Европа обладает высокой геоактивностью. В то же время сравнение фотографий «Вояджеров» и «Галилео» не выявило каких-либо заметных изменений за 20 лет. Сейчас в научном сообществе нет полного консенсуса насчёт того, как образовались детали, наблюдаемые на поверхности Европы.

Область Хаоса на Европе     Мозаика демонстрирует регион Хаоса Конамара на спутнике Юпитера Европе. Блоки водяного льда с неправильной формой образовались после распада области и их смещения. Целые плиты были сдвинуты, некоторые развернуты или даже утоплены, так как расположились под наклоном. Скорее всего все это сделала жидкая вода, либо теплый и мягкий лед, или смесь того и другого. Трещины, проходящие через всю область, указывают на то, что после постигшей этот регион катастрофы все снова довольно быстро замерзло. Фоновый снимок области был получен в ходе 6й орбиты КА "Галилео" в феврале 1997 года. Пять снимков с высоким разрешением, которые аппарат получил в ходе кульминации 12й орбиты, были наложены на фоновый снимок (смотрите внизу). Север сверху. Солнце освещает поверхность с востока (справа). Центр с координатами 9 градусов с.ш. и 274 градуса з.д. Область на снимке размером 35 на 50 км. Разрешение изображений на вставках 20 метров на пиксель, а фоновый снимок 100 метров на пиксель. Снимки во вставках получены с расстояния в 880 км от Европы.

КА "GALILEO": ЕВРОПА

    Поверхность Европы по земным меркам очень холодная - 150–190 °C ниже нуля. Уровень радиации там очень высок, так как орбита спутника проходит через мощный радиационный пояс Юпитера. Дневная доза составляет около 540 бэр (5,4 Зв) - почти в миллион раз больше, чем на Земле. Такой дозы достаточно, чтобы вызвать лучевую болезнь у людей.

    Линии
    Вся поверхность Европы испещрена множеством пересекающихся линий. Это разломы и трещины в её ледяном панцире. Некоторые из них опоясывают Европу почти полностью. Система трещин в ряде мест напоминает трещины на ледяном панцире Северного Ледовитого океана Земли.
    Вероятно, поверхность Европы претерпевает постепенные изменения - в частности, образуются новые разломы. Они иногда превосходят 20 км в ширину и зачастую имеют тёмные размытые края, продольные борозды и центральные светлые полосы. При детальном рассмотрении видно, что края некоторых трещин сдвинуты относительно друг друга, а подповерхностная жидкость, вероятно, иногда поднималась по трещинам вверх.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

    Вращаясь вокруг Юпитера, Европа все время повернута к нему одной стороной. Тем не менее, она испытывает на себе воздействием приливных сил из-за того, что ее орбита не является идеально круглой. Гравитация Ио и Ганимеда с обеих сторон Европы вытягивает спутник. Из-за приливов ядро Европы остается в расплавленном состоянии, на спутнике поддерживается вулканическая активность, но при этом с каждым витком ее кора постепенно растрескивается. Из сетки таких трещин изливается вода, которая моментально испаряется из-за слишком разряженной атмосферы, практически вакуума. Однако часть просочившейся воды намерзает на краях трещины, постепенно "заделывая" ее новым льдом, который зачастую окрашен минералами и веществами из подповерхностного океана.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

    По наиболее вероятной гипотезе, эти линии - результат растяжения и растрескивания коры Европы, причём по разломам на поверхность выходил разогретый лёд снизу. Это явление напоминает спрединг в океанических хребтах Земли. Считается, что эти трещины появились под влиянием приливных сил Юпитера. Поскольку Европа находится в приливном захвате, система трещин должна быть ориентирована относительно направления на планету определённым и предсказуемым образом. Однако так направлены только относительно молодые разломы. Остальные ориентированы иначе, и чем они старше, тем это различие больше. Это может объясняться тем, что поверхность Европы вращается быстрее недр: ледяная кора спутника, отделённая от недр слоем жидкой воды, прокручивается относительно ядра под влиянием сил притяжения Юпитера. Сравнивая фотографии «Вояджера» и «Галилео», учёные пришли к выводу, что полный оборот внешней ледяной коры относительно недр спутника занимает не менее 12 000 лет.

    Хребты
    На Европе имеются протяжённые сдвоенные хребты; возможно, они образуются в результате нарастания льда вдоль кромок открывающихся и закрывающихся трещин.

Хребты на Европе     На снимке область на поверхности спутника Юпитера Европы, полностью состоящая из параллельных или пересекающихся многочисленных гребней, обычно проходящих в паре. Большая часть региона с очень яркой поверхностью, но темный рельеф также встречается, как правило, в долинах между гребнями. Некоторые гребни окружены темными отложениями вдоль их краев или в центральной зоне между парами. Часть темных пород, скорее всего, просто сползло со склонов гребней вниз. Некоторые гребни в ширину достигают километра. В верхнем правом углу снимка конец широкого темного хребта перерезают несколько глубоких трещин. Яркость поверхности объясняется инеем, который покрывает большую часть поверхности Европы. Снимок получен 16 декабря 1997 года с расстояния в 1300 км от Европы. Север сверху. Солнце освещает поверхность с верхнего левого угла. Центр с координатами 14 градусов ю.ш. и 194 градуса з.д. Область размером 20 на 20 км. Разрешение 26 метров на пиксель.

КА "GALILEO": ЕВРОПА

    Нередко встречаются и тройные хребты. Сначала в результате приливных деформаций в ледяном панцире образуется трещина, края которой разогревают окружающее пространство. Вязкий лёд внутренних слоёв расширяет трещину и поднимается вдоль неё к поверхности, загибая её края в стороны и вверх. Выход вязкого льда на поверхность образует центральный хребет, а загнутые края трещины - боковые хребты. Эти процессы могут сопровождаться разогревом, вплоть до плавления локальных областей и возможных проявлений криовулканизма.

ДВЕ МОДЕЛИ     На этом рисунке представлены две возможные гипотезы, касающиеся ледяной коры Европы. Тонкая кора (справа): потоки нагретой воды поднимаются вверх и через растопленные трещины выходят на поверхность. Толстая кора (слева): похожие трещины образуются на поверхности толстой ледяной коры в результате того, что слой теплого льда поднимается, разрушая более холодный лед наверху.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

    Lenticulae («веснушки»)
    На поверхности были обнаружены тёмные «веснушки» (lenticulae) - выпуклые и вогнутые образования, которые могли сформироваться в результате процессов, аналогичным лавовым излияниям (под действием внутренних сил «тёплый», мягкий лёд двигается от нижней части поверхностной коры вверх, а холодный лёд оседает, погружаясь вниз; это ещё одно из доказательств присутствия жидкого, тёплого океана под поверхностью). Вершины таких образований похожи на участки окрестных равнин. Это указывает на то, что «веснушки» сформировались при локальном подъёме этих равнин. Встречаются и более обширные тёмные пятна неправильной формы, образовавшиеся предположительно в результате расплавления поверхности под действием приливов океана либо в результате выхода вязкого льда на поверхность. Таким образом, по тёмным пятнам можно судить о химическом составе внутреннего океана и, возможно, прояснить в будущем вопрос о существовании в нём жизни.

Красноватые "веснушки" на Европе     Красноватые пятна и небольшие ямки на фоне загадочной пересеченной хребтами местности на Европе были обнаружены КА "Галилео" в течение нескольких орбит вокруг Юпитера. Пятна и углубления на снимке северного полушария Европы достигают 10 км в поперечнике. Темные пятна получили название "lenticulae", лат. веснушки. Их одинаковые размеры и кучное расположение позволили предположить, что ледяная кора Европы в этом месте вспенилась, на манер лавовой лампы. Более теплый лед двигался вверх с нижних уровней, а более холодный вблизи поверхности наоборот опускался вниз. Поскольку предполагается что под поверхностью Европы есть жидкий океан, то эти пятна могут дать представление о его составе. Изображение сочетает в себе ч/б снимки с высоким разрешением, полученные 31 мая 1998 года в ходе 15й орбиты вокруг Юпитера с цветными снимками низкого разрешение, сделанными еще 28 июня 1996 года.

КА "GALILEO": ЕВРОПА

    Одна из гипотез гласит, что «веснушки» были сформированы диапирами разогреваемого льда, протыкающими холодный лёд внешней коры (аналогично магматическим очагам в земной коре). Неровные нагромождения «веснушек» (названные хаосами, например, Коннемарский хаос) сформированы множеством небольших фрагментов коры, включённых в относительно тёмную материю, и их можно сравнить с айсбергами, вмороженными в замёрзшее море.
    Согласно альтернативной гипотезе, веснушки являются небольшими хаотическими районами, и видимые ямы, пятна и куполообразные вздутия - несуществующие объекты, появившиеся вследствие неправильной интерпретации ранних изображений «Галилео» с низкой разрешающей способностью.

    Другие геологические структуры
    На поверхности спутника есть протяжённые широкие полосы, покрытые рядами параллельных продольных борозд. Центр полос светлый, а края тёмные и размытые. Предположительно, полосы образовались в результате серии криовулканических извержений вдоль трещин. При этом тёмные края полос, возможно, сформировались в результате выброса на поверхность газа и осколков горных пород. Есть полосы и другого типа, которые, как полагают, образовались в результате «расхождения» двух поверхностных плит, с дальнейшим заполнением трещины веществом из недр спутника.

Ледяная поверхность Европы     Обзор небольшой изрезанной трещинами и наледью области Conamara на Европе демонстрирует взаимосвязь цвета поверхности с ледяными структурами. Белые и синие цвета выделяют области, которые укрыты тонким слоем ледяного крошева, выброшенного при взрывном образовании большого кратера Pwyll (26 км в диаметре). Сам кратер расположился в 1000 км к югу. На представленном обзоре также можно рассмотреть несколько совсем небольших кратеров, в диаметре достигающих 500 метров. Они, вероятно, образовались в то же время, когда крошево накрыло регион, а взрыв, образовавший кратер Pwyll, разбросал большие глыбы льда вокруг. Поверхность, не закрытая этим крошевом, имеет красновато-коричневый оттенок, который появился из-за минерального загрязнителя, оставшегося на поверхности после того как его вынесло из-под коры Европы водяным паром. Настоящий цвет ледяной корки Европы, скорее всего, синий, как это хорошо видно на других районах Европы. Цвета на снимке усилены для лучшего восприятия. Север сверху, а Солнце освещает поверхность справа. Центр снимка с координатами 9 градусов с.ш. и 274 градуса з.д., область в кадре 70 на 30 км. Для получения результирующего изображения были объединены данные полученные КА "Галилео" в сентябре и декабре 1996 года.

КА "GALILEO": ВСТРЕЧА С ЕВРОПОЙ

    Рельеф некоторых участков поверхности указывает на то, что здесь лёд когда-то был расплавлен, и в воде плавали льдины и айсберги. Видно, что льдины (вмороженные ныне в ледяную поверхность) ранее были одним целым, но затем разошлись и повернулись. Некоторые участки с волнистой поверхностью образовались, вероятно, в результате процессов сжатия ледяного панциря.
    В 2013 году в результате новой обработки инфракрасных снимков «Галилео» 1998 года на Европе были обнаружены признаки наличия глинистых минералов филлосиликатов. Они найдены в окрестностях 30-километрового ударного кратера и, вероятно, происходят с кометы или астероида, создавшего этот кратер. Это первое обнаружение подобных минералов на спутниках Юпитера; по некоторым представлениям, их наличие повышает шансы на существование жизни.

РАЗРЫВЫ     Выпуклости и борозды на поверхности Европы - в этих местах вода выходила из трещин ледяной корки, а затем замерзала.

КРАТЕР ПВИЛЛ     Самая "молодая" деталь поверхности спутника - ударный кратер диаметром 26 км.

"БЫЧИЙ ГЛАЗ"     "Шрам" от удара шириной 140 км покрыт сеткой трещин и борозд.

ЦВЕТА ЛИНИЙ     Район Европы Minos Linea: коричневые и красноватые оттенки указывают на присутствие во льду включений другого вещества.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

Ландшафты и рельеф на Европе (июнь 1996 - февраль 1997 гг)
Гряды и тонкие линии 27 м/пиксель	Тройные полосы 1,6 км/пиксель	Темные пятна 1,6 км/пиксель	Разрывы и сдвиги в коре 1,6 км/пиксель	Льдины 250 м/пиксель
Потоки 225 м/пиксель	Разливы 27 м/пиксель	Пятнистая местность 35 м/пиксель	Выступы и выпуклости 1,6 км/пиксель	Ямы 1,6 км/пиксель
Кратеры 300 м/пиксель	Выбросы из кратеров 1,4 км/пиксель	Макула 600 м/пиксель	Светлые и темные земли 1,6 км/пиксель	Полушарие 7 км/пиксель
КА "GALILEO": ЕВРОПА

    Наблюдения при помощи спектрографа высокого разрешения Годдарда, входившего в состав инструментов космического телескопа «Хаббл», в 1995 году выявили, что разреженная атмосфера Европы состоит в основном из молекулярного кислорода (O₂), образовавшегося в результате разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации и другого жёсткого излучения (лёгкий водород при столь низком тяготении улетучивается в космос). Кроме того, там обнаружены линии атомарного кислорода и водорода. Атмосферное давление на поверхности Европы примерно равно 0,1 мкПа (но не более одного микропаскаля), или в 10¹² раз ниже земного. Наблюдения ультрафиолетового спектрометра «Галилео» и телескопа Хаббла показали, что интегральная плотность атмосферы Европы составляет всего 10¹⁸ - 10¹⁹ молекул на квадратный метр. В 1997 году космический аппарат «Галилео» подтвердил наличие на Европе разреженной ионосферы (верхний слой заряженных частиц в атмосфере), созданной солнечной радиацией и заряженными частицами из магнитосферы Юпитера. Атмосфера Европы очень изменчива: её плотность заметно меняется в зависимости от положения на местности и времени наблюдений.
    В отличие от кислорода в атмосфере Земли, кислород Европы не биологического происхождения. Атмосфера формируется посредством радиолиза поверхностного льда (разложения его молекул под воздействием радиации). Солнечное ультрафиолетовое излучение и заряженные частицы (ионы и электроны) из магнитосферы Юпитера сталкиваются с ледяной поверхностью Европы, расщепляя воду на её составляющие - кислород и водород. Они частично адсорбируются поверхностью, а частично покидают её, образуя атмосферу. Молекулярный кислород - основной компонент атмосферы, поскольку у него длительный период жизни. После столкновения с поверхностью его молекула не остаётся на ней (как молекула воды или перекиси водорода), а улетает обратно в атмосферу. Молекулярный водород Европу быстро покидает, поскольку он достаточно лёгкий и при столь низком тяготении улетучивается в космос.
    Наблюдения показали, что часть молекулярного кислорода, произведённого радиолизом, всё-таки остаётся на поверхности. Существует предположение, что этот кислород может попасть в океан (благодаря геологическим явлениям, перемешивающим слои льда, а также через трещины) и там способствовать гипотетическим биологическим процессам. Согласно одной из оценок, за 0,5 млрд лет (предполагаемый максимальный возраст поверхностного льда Европы) концентрация кислорода в этом океане может достигнуть значений, сравнимых с его концентрацией в океанских глубинах Земли. По другим расчётам, для этого достаточно всего нескольких миллионов лет.

Ледяная пустошь глазами художника. На этой картине изображена часть Европы на фоне Юпитера и Солнца (в плоскости кольца Юпитера также можно увидеть спутник этой планеты, Ио). Поверхность Европы не похожа на поверхности других космических объектов Солнечной системы. Ее замерзшая внешняя кора состоит из водяного льда, под которым, предположительно, находитсяжидкий водный океан. Рельеф Европы не отличается значительными перепадами, поскольку образующиеся кратеры и трещины заполняются замерзающей водой, так что поверхность спутника постоянно выравнивается.

СПУТНИК ЮПИТЕРА ЕВРОПА

    Молекулярный водород, улетучивающийся с Европы, наряду с атомарным и молекулярным кислородом формирует тор (кольцо) газа вдоль орбиты спутника. Это «нейтральное облако» было обнаружено и КА «Кассини», и КА «Галилео». Концентрация частиц в нём больше, чем в аналогичном облаке Ио. Моделирование показывает, что практически каждый атом или молекула в газовом торе Европы в конечном счёте ионизируется и пополняет собой магнитосферную плазму Юпитера.
    Кроме того, спектроскопическими методами в атмосфере Европы обнаружены атомы натрия и калия. Первого там в 25 раз больше, чем второго (в атмосфере Ио - в 10 раз, а в атмосфере Ганимеда он не обнаружен вовсе). Излучение натрия прослеживается до расстояния в 20 радиусов Европы. Вероятно, эти элементы берутся из хлоридов на ледяной поверхности спутника или принесены туда метеоритами.

---