Движение тектонических плит на Европе - ключ к жизни?

Как мы уже писали, ученые обнаружили свидетельства движения тектонических плит на спутнике Юпитера, Европе. Тектоника плит крайне важна для жизни, какой мы ее знаем, по словам Дианы Валенсии из Гарвардского университета. Давайте разберемся, почему именно наличие тектонической активности на Европе привлекло пристальное внимание ученых и как тектоника связана с жизнью.

Тектоника — это движение гигантских кусков, или плит, из которых состоит поверхность планеты. Она чрезвычайно важна для земной жизни, поскольку подключает сложную химию и перерабатывает вещества вроде двуокиси углерода, которая работает как термостат и удерживает Землю в тепле. Углекислый газ, запертый в камнях, высвобождается, когда эти камни плавятся, и возвращается в атмосферу через вулканы и океанические хребты. Это крайне важно в планетарных масштабах, впрочем, об этом мы подробно писали.

Открытие тектоники плит на Европе — это первый признак такой геологической активности, обнаруженной на другом мире, не считая Землю. Исследователи имеют четкое визуальное свидетельство расширения ледяной корки Европы. Тем не менее они не могли найти области, где старая корка бы разрушалась, освобождая место для новой. Изучая изображения Европы, сделанные спутником «Галилео» в начале 2000-х, планетарные геологи Саймон Каттерхорн из Университета Айдахо и Луиза Проктор из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса обнаружили несколько необычных геологических границ.

«Годами мы думали о том, как могла появиться эта новая земля, но не могли понять, откуда. Теперь, похоже, мы знаем ответ».

Этот снимок северного полушария на Европе — на стороне, которая обращена от Юпитера — показывает многочисленные горные хребты (красным) и разломы (светлые). Зоны субдукции — регионы, в которых две тектонические плиты сходятся и одна оказывается под другой — показаны стрелками.

Концептуальная иллюстрация показывает, как холодная и хрупкая часть ледового щита (приблизительно 20-30 километров) переехала в более теплое место под поверхность планеты и в конечном счете была поглощена. Впоследствии, возможно, она создала криолавовый выброс.

Тектоника плит — это научная теория о том, что внешний слой Земли состоит из плит или блоков, которые движутся, она объясняет, почему возникают горы и вулканы, а также почему происходят землетрясения.

Поверхность Европы, одного из четырех крупнейших спутников Юпитера, который немного меньше земной Луны, унизана трещинами и грядками. Поверхностные блоки, как известно, движутся подобно земным, расходятся и сходятся. Многие части поверхности Европы демонстрируют доказательства в виде широких пропастей в километр шириной, образованных в процессе расхождения плит, а также свежих гряд из ледяного материала на месте новообразованной пропасти — примерно так на Земле образуется морское дно.

На Земле, по мере образования новых материальных форм в срединно-океанических хребтах, старый материал разрушается в зонах субдукции, когда две тектонические плиты сходятся и наползают одна на одну. Однако, несмотря на очевидную степень расширения подобных событий на Европе, исследователи так и не смогли определить, как поверхность вмещает весь новый материал.

Ученые, изучающие Европу, часто реконструировали поверхностные плиты Луны в изначальную конструкцию, словно бы собирая пазл, чтобы получить картину того, какой поверхность была раньше. Когда Каттерхорн и Проектер пересобрали ледяную поверхность, они выяснили, что порядка 20 000 квадратных километров поверхности в высоких северных широтах Луны просто пропали без вести.

Еще одно доказательство того, что пропавшая земля съехала под другую поверхностную плиту — на Земле такой сценарий довольно распространен. Каттерхорн и Проктер увидели ледяные вулканы на верхней плите, которые, возможно, образовались в процессе таяния и поглощения нижней плиты, что подразумевает то, что материал проник внутрь, а не скомкался двумя пластинами в ледяное пюре.

Ученые считают, что субдуцированная зона была поглощена ледяным щитом Европы, который в толщину может быть до 30 километров, а не проломила его по пути к подземному океану Европы. На сравнительно юной поверхности Европы, которой в среднем 40-90 миллионов лет, ученые видели доказательства того, что материал движется вверх, к ледяной корке, но механизм, который бы помещал материал обратно под корку и в ледяной океан подо льдом, пока не был обнаружен.

«Европа может быть больше похожа на Землю, чем мы думали, если у нее будет глобальная система тектонических плит, — говори Каттерхорн. — Мало того, что это открытие сделает спутник Юпитера одним из самых интересных мест с точки зрения геологии, но и подразумевает двустороннюю связь между внешней и внутренней частью луны — способ перемещения материала с поверхности обратно в океан. Этот процесс будет нести значительные последствия для потенциала Европы в качестве обитаемого мира».

Результаты работы команды появились в журнале Nature Geoscience.

Напомним, в июле NASA анонсировало отбор научных инструментов, которые будут отправлены на борту в будущей миссии к Европе.

«Европа продолжает раскрывать себя как динамичный мир, проявляя убедительное сходство с нашей собственной Землей, — говорил Курт Нибур, исследователь внешних планет в NASA. — Изучение Европы затрагивает основополагающие вопросы по поводу этой потенциально обитаемой ледяной луны и поиска жизни за пределами Земли».

Предыдущие научные данные указывали на существование океана жидкой воды под ледяной коркой спутника. Этот океан полностью покрывает Европу и содержит больше жидкой воды, чем все океаны Земли, вместе взятые.

Космический аппарат «Галилей», запущенный в 1989 году, был единственной космической миссией, в ходе которой были запланированы постоянные визиты к Европе. Он прошел мимо спутника Юпитера порядка десяти раз.

Множество находок «Галилея» включают обнаружение доказательств существования океана соленой воды под ледяной поверхностью Европы. Официально миссия закончилась, когда «Галилей» погрузился в атмосферу Юпитера в сентябре 2003 года, чтобы не столкнуться с Европой.