Избрани публикации

Oще един свят в слънчевата сис...

Касини е предоставил ключови д...

новият руски научен спътник би...

Огромен океан под повърхността на Ганимед
Мисия: Galileo

Увеличаване Тази схема показва вероятния строеж на дълбоководния океан на Ганимед. Той се простира до дълбочина около 800 км и е разделен от четири слоя лед с различна плътност. Водата между тези слоеве е течна, защото е разтворила соли, които я правят устойчива на свръхвисоките налягания, характерни за дълбините. Според учените, напълно е възможно в най-вътрешния океан да съществува форма на живот, защото там е достатъчно топло и са налични веществата, необходими за жизнените цикли. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Най-голямата луна в Слънчевата система - Ганимед, може да съдържа огромни океани под ледената си повърхност, подредени в няколко слоя. Тези резултати идват от ново проучване на НАСА, което е изследвало поведението на свръхплътна вода, когато се примеси със сол. До момента се смята, че там съществува дебел течен океан заключен само между два слоя лед - един отгоре и един отдолу. Новите резултати също подкрепят идеята, че на ледената луна може да е възникнал примитивен живот.

Учените казват, че важните за възникването на живота места са там, където взаимодействат водата и скалите. На пример, едно от най-възможните места, където може би се е зародил живота на Земята са бълбукащите отвори на морското дъно. Преди новото изследване, дъното на океана на Ганимед се е смятало, че е покрито с лед, скалите са много по-надолу, което е проблем за възникването на живота. При новия модел, нещата стоят съвсем различно - най-вътрешния океан контактува с първия или най-външния слой на скалистото ядро.

Това е добра новина за Ганимед. Неговия океан е огромен, цялата течна вода, която се съдържа под повърхността му вероятно е около 25 пъти повече от всичката вода на Земята. Следователно упражнява огромен натиск в дълбочина. Тази огромна компресия трябва да застави течната вода да образува плътен лед на дъното на океана. Когато обаче, учените добавят соли в техните модели, те са получили течност, която е достатъчно устойчива за да съществува до морското дъно.

Течния океан на Ганимед е заподозрян още през 1970 г., когато са съставени модели за вътрешността на луната, която също е по-голяма от Меркурий. През 1990 г. мисията "Галилео" потвърждава този скрит океана и показва, че той се простира на дълбочина до стотици километри - до около 800 км дълбочина! Този космически апарат също намери доказателства за наличие на соли, вероятно магнезиев сулфат.

Предишните теории са били, че солта не променя свойствата на течността с увеличаване на налягането. Учените сега са провели експерименти, които показват, че солта увеличава плътността на течностите при екстремните условия във вътрешността на Ганимед и подобни луни. Може да изглежда странно, че солта прави океана по-плътен, но можем да видим този ефект когато прибавим обикновена трапезна сол в чаша вода. Вместо да се увеличава обема, течността се свива и става по-плътна. Това е така, защото йоните на солта привличат водните молекули.

Моделите на дълбочинния океан стават по-сложни, когато се вземат под внимание различни форми на леда. Ледът, който плува относително плитко е наречен "Лед I". Това е най-малко плътната форма на леда, която е по-лека от водата. Но при високите налягания, като тези в убийствените дълбини на Ганимед, кристалите на леда стават все по-компактни. С увеличаване на дълбочината, ледът може да стане толкова плътен, че да е по-тежък от водата и просто да пада на дъното на морето. Този лед се нарича "Лед VI" и до сега се е смятало, че той покрива дъното на океана на Ганимед.

Прибавяйки сол към моделите, картината става сложна. Сега океанът вместо един цял воден слой, се раздробява на четири водни слоя, всеки отделен от другия със специфичен лед, като най-долния контактува със скалите. Най-лекият лед отново е на върха, а солената течност е достатъчно тежка, за да потъне отдолу. Нещо повече, резултатите показват възможност за странно явление, което се нарича "обратен сняг" или "сняг нагоре". Новоформирания лед се нарича "Лед III" и той се образува, когато по-тежките соли от водата се утаяват. Когато това се случва, солите падат надолу, като държат все по-дълбоките слоеве вода течни. Освободените от тях пространства съответно замръзват в по-лек лед или "сняг", който изплува нагоре. Този "сняг" се топи отново, когато налягането стане достатъчно малко или преди да достигне върха на океана, вероятно формирайки киша в средата на океана. Гмуркайки се още по надолу, леда се разделя още един път от течна ивица, отново благодарение на солите, като най-долната контактна част трябва да е изключително солена и съответно течна.

Тези резултати могат да бъдат приложени и към екзопланети, които обикалят звезди отвъд нашето слънце. Вече няколко супер-земи - скалисти планети, по-масивни от Земята, са били предложени като "водни светове" обхванати от океани. Следващият въпрос е може ли там да има живот? Частичен отговор може да дойде от подобни лабораторни експерименти, които целят по-подробно моделиране на екзотичните океани.

Ганимед е една от петте луни в нашата Слънчева система, която се смята че съдържа огромен леден океан под повърхността си. Другите луни са Европа, Калисто, Титан и Енцелад. За момента европейската космическа агенция разработва космическа мисия, наречена "JUpiter ICy moons Explorer" или "JUICE", която ще посети Европа, Калисто и Ганимед до 2030 год. Стартът на тази мисия е заплануван за 2022 год.