Притяжение Юпитера сделало льды Европы тоньше

Новые расчеты американского ученого Роберта Тайлера (Robert Tyler) указывают на то, что льды юпитерианского спутника Европы могут быть значительно тоньше, чем считалось ранее. Об этом сообщает New Scientist. Работа ученого опубликована в журнале Nature.

Согласно современным теориям, которые подтверждаются данными, собранными космическими аппаратами, под толщей льда на Европе имеются водные океаны. Считается, что источником тепла, необходимого для поддержания глубинных слоев в жидком состоянии, является притяжение Юпитера. Гравитация массивного соседа заставляет каменное ядро спутника деформироваться. При этом в результате внутреннего трения высвобождается тепловая энергия.

Новые расчеты указывают на то, что деформация ядра является не основным источником тепла. Как оказалось, небольшой наклон оси вращения спутника приводит к тому, что под воздействием притяжения Юпитера в подледных океанах возникают сильные течения. Согласно результатам Тайлера, именно движение воды (и ее трение о лед и дно) является основным источником тепла.

По мнению ученых, новые данные увеличивают вероятность существования на спутнике Юпитера жизни. Дело в том, что от количества тепла, возникающего внутри Европы, зависит толщина ледяного покрова. Для возникновения живых организмов, чей метаболизм мог бы напоминать метаболизм обитателей Земли, необходимо наличие окисляющих веществ. Специалисты полагают, что подобные вещества могут образовываться на поверхности льда. Для поддержания жизни у соединений должна быть возможность попадать в океан. Если льды достаточно тонкие, то эти вещества могут проникать в воду через разломы.

В настоящее время космические агентства разных стран разрабатывают проекты изучения Европы. Так, например, NASA совместно с Европейским космическим агентством разрабатывает зонд Europa Orbiter. Российские ученые также ведут разработку проекта "Лаплас" по исследованию юпитерианского спутника.

Глубинные слои Земли оказались полупрозрачными

Геофизики, работающие в научных центрах США и Германии, в лабораторных условиях исследовали поведение минерала перовскита при высоком давлении. Их результаты, опубликованные в журнале Science, свидетельствуют о сохранении прозрачности минерала при давлении в 1,25 миллиона раз выше атмосферного. Слагающий, по современным представлениям, нижние слои мантии Земли перовскит обеспечивает большую часть теплопередачи за счет излучения, а не теплопроводности.

Перовскитом называют группу минералов, чья внутренняя структура организована в виде вложенных друг в друга решеток из атомов кислорода и двух различных металлов. Названный в честь русского геолога графа Перовского минерал первоначально был обнаружен на Урале еще в XIX веке и вплоть до недавнего времени считался сравнительно редким и не представляющим практического интереса.

Однако в 2000-х годах было показано, что перовскит образует при высоких давлениях также и соединение MgSiO₃, одно из основных составляющих нижней мантии Земли. Данные, полученные на основе анализа распространения сейсмических волн подтвердили результаты лабораторных исследований на специальных прессах для получения сверхвысоких давлений. По мнению ученых, перовскит может оказаться не редким, а самым распространенным минералом, пусть не на поверхности планеты, но в Земле в целом.

Исследовавшие спектры поглощения силиката магния при высоких давлениях ученые пришли к выводу, что образующийся на глубине около 2600 километров перовскит практически прозрачен для видимого света и ближнего инфракрасного излучения. При температурах около тысячи градусов Цельсия такое свойство оказывается критичным для теплопереноса, раскаленная порода в буквальном смысле начинает светиться и передавать тепло именно за счет излучения. Из трех процессов переноса тепла (теплопроводности, конвекции и излучения) именно излучение играет основную роль в процессах вблизи ядра планеты.

Кроме своей прозрачности (впрочем, ввиду малых размеров кристаллов не стоит ожидать от внутренних слоев Земли прозрачности цельного блока стекла) перовскиты интересны рядом ценных физических свойств. Этот класс веществ уже привлек внимание физиков, работающих со сверхпроводниками - так как структура материала схожа со структурой сверхпроводящей керамики.