Представьте: вы — зонд, опустившийся на ледяной панцирь Европы, спутника Юпитера. Под вами — океан, который, возможно, вдвое объёмнее всех земных вод вместе взятых. Где-то там, в кромешной тьме, могут скрываться формы жизни, неведомые науке. Логично предположить, что ключ к этой бездне — трещины и разломы, пронизывающие тридцатикилометровую корку льда. Именно через них глубинная вода, как считалось, пробивается наверх, оставляя на поверхности характерные «веснушки» — хаотичные нагромождения глыб и желтоватые пятна. Но что, если эта картина — всего лишь мираж, а океан Европы надёжно запечатан от наших глаз?

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, заставляет серьёзно усомниться в доступности подлёдного океана. Группа учёных под руководством Лукиндера Оджи из Ратгерского университета смоделировала, что на самом деле происходит с водой, когда она пытается подняться сквозь ледяную толщу. И выводы, мягко говоря, охлаждают пыл: скорее всего, вода замерзает прямо в трещинах, наглухо закупоривая их, и до поверхности попросту не доходит.

Почему вода не пробивается наверх

Долгое время исследователи полагали, что вода из глубин Европы ведёт себя подобно магме в земных вулканах — под давлением она устремляется вверх по разломам, изливаясь на поверхность и формируя нечто вроде ледяных лавовых полей. Однако Лукиндер Оджа и его коллеги указали на фундаментальное различие: лёд, вода и камень с расплавленной породой — это совершенно разные физические системы. Предыдущие модели, по словам Оджи, «обычно рассматривали подъём воды сквозь лёд Европы как относительно упорядоченный процесс», но реальность, похоже, куда хаотичнее.

В новом моделировании учёные учли множество факторов, которые раньше упускали из виду: скорость потока, ширину трещин, турбулентность и эффект переохлаждения. Результат оказался однозначным и, пожалуй, удручающим для охотников за внеземной жизнью. Если вода движется турбулентно, она стремительно теряет тепло, отдавая его окружающему льду. При этом образуются мириады мельчайших ледяных кристаллов, которые действуют как пробка: они накапливаются, сужают просвет и в конце концов полностью блокируют трещину. «Вода быстро рассеивает тепло в окружающий лёд, формируя крошечные ледяные частицы, которые могут закупорить трещину», — пояснил Оджа. Иными словами, глубинный океан сам себя изолирует, не давая даже малой толике жидкости вырваться наружу.

Откуда же тогда вода на поверхности?

Если глубинная вода не достигает поверхности, то что представляют собой те самые «лужицы» и ледяные образования, которые астрономы десятилетиями наблюдали на снимках? Ответ, предложенный авторами работы, одновременно прост и разочаровывает: это, вероятнее всего, локальные карманы расплавленного льда, возникшие в самой коре — например, из-за трения ледяных плит или локального разогрева. Они не имеют прямой связи с глобальным океаном внизу.

Этот вывод переворачивает стратегию будущих миссий. До сих пор считалось, что, пробурившись или растопив лёд в районе таких пятен, можно добыть образцы глубинной воды и поискать в них биосигнатуры. Но если поверхностные резервуары — это всего лишь «карманы» в ледяной коре, их химический состав может не иметь ничего общего с настоящим океаном. «Химические, физические и, возможно, биологические ограничения, которые мы сможем вывести, изучая неглубокие слои жидкой воды, могут совершенно не отражать химию нижележащего океана», — подчеркнул Оджа.

Что это значит для поисков жизни

Мы уже рассказывали о грандиозных планах NASA по исследованию Европы — океан Европы больше земных: NASA ищет там жизнь. Миссия Europa Clipper, старт которой запланирован на ближайшие годы, должна детально изучить спутник с орбиты, а в перспективе — доставить на поверхность посадочный модуль. Новое открытие не отменяет этих планов, но требует их серьёзной корректировки. Если раньше учёные надеялись, что смогут «попробовать на вкус» океан, просто подобрав образцы с поверхности, то теперь эта надежда тает.

Впрочем, Лукиндер Оджа не призывает к панике. По его мнению, находка не означает, что миссии нужно кардинально пересматривать. Скорее, она заставляет быть осторожнее в интерпретациях. «Если космический аппарат обнаружит на Европе неглубокие резервуары жидкой воды, нам не следует автоматически предполагать, что эта вода поступает из глубин», — говорит он. Будущим экспедициям придётся не просто искать воду, но и определять её происхождение: местное ли это таяние или всё-таки окно в бездну. А для этого, возможно, потребуются более сложные инструменты — сейсмозонды, радары, способные заглянуть сквозь десятки километров льда, или даже криоботы, которые будут плавить себе путь вниз.

Лёд, который умеет хранить секреты

Интересно, что ещё в начале года другие исследователи предупреждали об опасности «пушистого льда» на Европе — рыхлого, похожего на снежную кашу слоя, в котором может увязнуть посадочный аппарат. Теперь же выясняется, что даже если зонд благополучно сядет, добраться до океанской воды будет куда сложнее, чем думали. Природа словно выстроила двойную защиту: сначала мягкая ловушка на поверхности, а под ней — самозалечивающиеся трещины, которые не пропускают воду снизу.

Мы также писали, что подо льдом Европы океан вдвое больше всех океанов Земли. Этот колоссальный объём воды, подогреваемый приливными силами Юпитера, остаётся главным кандидатом на роль внеземной колыбели жизни в Солнечной системе. Но теперь ясно: чтобы дотянуться до него, человечеству придётся проявить недюжинную изобретательность.

Остаётся открытым вопрос: а что, если какие-то трещины всё же достигают океана? Модель Оджи показывает, что это маловероятно, но не исключает полностью. Возможно, существуют особые условия — скажем, очень широкие разломы или аномально горячие потоки, — при которых воде удаётся прорваться. Проверить это смогут только прямые измерения на месте. А пока Европа продолжает дразнить нас своей загадкой: океан, который рядом — и в то же время бесконечно далёк.