в списке мест, где кто‐либо мог бы рассчитывать отыскать жидкую воду. Но именно ее и обнаружил там зонд Galileo.
Уже беглый взгляд на поверхность Европы оставляет впечатление, что эта луна чем‐то очень отличается от остальных. Во‐первых, здесь крайне мало ударных кратеров. За время своего существования Европа должна была испытать множество столкновений с метеоритами, и отсутствие кратеров предполагает существование какого‐то механизма их сглаживания или устранения. Подробности работы этого механизма мы обсудим позже, а сейчас просто отметим, что возраст современной поверхности Европы меньше 50 миллионов лет – мгновение по астрономическому счету времени. Кроме того, на этой ледяной поверхности видно множество трещин, которые, судя по внешнему виду, заполнены пока не идентифицированной черной субстанцией – по всей видимости, она поднимается из недр планеты. Наличие трещин говорит о том, что лед на поверхности состоит из отдельных ледяных плит и эти плиты в прошлом находились в движении.
Первые свидетельства существования подповерхностного жидкого водяного океана были получены в результате магнитных измерений зонда Galileo, когда он пролетал мимо Европы. Они указали на наличие у спутника магнитного поля, и наилучшим объяснением этого факта стало предположение, что на Европе под тонкой ледяной поверхностью существует огромный океан соленой воды. В 2016 году Космический телескоп Хаббла дал внезапное подтверждение этой гипотезы: с его помощью удалось зарегистрировать гигантские фонтаны водяного пара, извергающиеся из‐под поверхности Европы на высоту до 200 километров.
Итак, сумма результатов исследований однозначно свидетельствует о том, что на Европе под ледяным слоем толщиной в несколько километров существует всемирный подповерхностный океан из жидкой воды глубиной от 80 до 200 километров. Толщина льда в разных точках поверхности Европы также может быть достаточно разной – есть области, где она составляет всего несколько сотен метров.
Первый вопрос, который приходит в голову, если признать существование подповерхностного океана на Европе реальностью: откуда берется энергия, необходимая для того, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии? В отличие от Айсхейма, Европа слишком мала, чтобы значительные количества тепла выделялись из ее ядра в процессе охлаждения из первоначального горячего состояния или в результате распада радиоактивных элементов. Мы считаем ее геологически мертвой, как наша Луна.
В системе спутников Юпитера существует, однако, еще один источник энергии – он связан с мощным гравитационным воздействием на Европу самого Юпитера и остальных его лун. Европа совершает один оборот по своей орбите за примерно 85 часов, и за это время расстояние, отделяющее ее от Юпитера и остальных трех его больших лун (Ио, Ганимеда и Каллисто), меняется. Значит, меняются одновременно величина и направление гравитационной силы, воздействующей на Европу. В результате луна постоянно испытывает деформации изгиба, кручения и сжатия, которые, как мы знаем, ведут к выделению тепла. (В этом легко можно убедиться, если сначала быстро сгибать и разгибать металлическую полоску, а потом потрогать место сгиба.) Этот процесс, известный как приливный разогрев, способен поддерживать подповерхностный океан Европы в жидком состоянии на протяжении многих миллиардов лет. (Название процесса связано с тем, что переменное гравитационное поле в астрономических масштабах порождает на небесных телах приливы.)
Когда существование подповерхностного океана на Европе подтвердилось, подобные ему океаны были обнаружены на Ганимеде и Каллисто, а также на спутниках Сатурна, Титане и Энцеладе. Космический аппарат Cassini, вращавшийся по орбите вокруг Сатурна, даже пролетел сквозь гейзер, извергавшийся из‐под ледяной поверхности Энцелада. Подповерхностные океаны во внешней Солнечной системе быстро сделались главными кандидатами на поиск внеземной жизни. Это, кстати, объясняет и причину, по которой в 2003 году разбился об Юпитер космический зонд Galileo, а в 2017-м столкнулся с Сатурном аппарат Cassini, – оба космических корабля были уничтожены, чтобы не допустить даже отдаленной вероятности падения на одну из этих лун и последующего «заражения» ее поверхности земными микробами.
Прежде чем мы покинем Солнечную систему, вспомним еще о наблюдениях с борта космического зонда New Horizons: они показали, что подповерхностный океан жидкой воды есть также на Плутоне, а на его спутнике Хароне такой океан существовал в далеком прошлом. Но поскольку на Плутоне нет приливного разогрева по причине отсутствия небесных тел, которые могли бы этот разогрев вызывать, источник тепла, необходимого для поддержания тамошнего океана в жидком состоянии, пока остается загадкой.
Есть несколько сценариев возникновения мира с подповерхностным океаном, покрывающим каменное или металлическое ядро. Крупная планета вроде Айсхейма могла бы возникнуть на основе каменного ядра, покрытого слоем сплошного льда, а остатка тепла, выделившегося в ходе формирования планеты, или больших объемов тепловой энергии, связанной с радиоактивностью ее ядра, могло бы хватить на то, чтобы растопить этот лед и создать океан. Или же, как это и произошло с Европой и другими крупными лунами в Солнечной системе, количество тепла, достаточное, чтобы поддерживать часть покрывающей ядро воды в жидком состоянии, может быть обеспечено внешним процессом, таким как приливный разогрев. В этих ситуациях поток тепла, поддерживающий существование подповерхностного океана, образует слой воды, растущий и распространяющийся по направлению снизу вверх.
Можно также представить себе мир, в котором на поверхности когда‐то существовали океаны, но потом он подвергся сильному охлаждению. В результате внешний слой воды замерз, а внутренний остался жидким. Периоды существования «Земли‐снежка» в истории нашей собственной планеты дополнительно подтверждают вероятность такого сценария. По сути, в нашей истории были периоды, когда Земля также представляла собой мир с подповерхностным океаном. В этих случаях структура планеты формируется сверху вниз – слой льда образуется на поверхности уже существующего жидкого океана. Периоды существования «Земли‐снежка» служат дополнительным свидетельством того, что планеты могут неоднократно переходить из одной категории водных миров в другую. Более того, мы должны быть готовы и к тому, что условия развития жизни могут заметно различаться на спутнике планеты под воздействием приливного разогрева и на планете с независимой орбитой, где приливного разогрева нет и в помине.
Здесь мы упираемся в один из тех вопросов, на которые пока не найдено ответа и которые иллюстрируют пробелы в наших знаниях о небесных телах: дело в том, что мы не представляем себе подробностей движения потоков тепла на планетах и спутниках с подповерхностными океанами. Ученые преимущественно согласились с гипотезой о том, что в воде тепло будет переноситься вверх посредством конвекции. Но будет ли также конвекция во внутренней каменной мантии и металлическом ядре подчиняться тем же законам, что и на Земле, неизвестно. Некоторые теоретики утверждают, что даже на таком небольшом небесном теле, как Европа, может существовать конвекция в мантии – а следовательно, в ее океане будут точно такие же подводные термальные кратеры, как те, что мы обсуждали в предыдущей главе. В нашем последующем повествовании мы чисто теоретически предположим,
