Вода на других планетах: есть ли она на Марсе и спутниках Юпитера?
Мы привыкли воспринимать воду как данность. Она течет из крана, наполняет озера, падает с неба. Наша планета – это уникальная «голубая мраморная» бусина в безжизненной черноте космоса. Но что, если присмотреться повнимательнее к нашим космическим соседям? Оказывается, та самая H₂O, чей химический состав мы так скрупулезно изучаем в земных лабораториях, является одним из самых распространенных веществ во Вселенной. И ее следы ведут прямиком к загадкам, которые будоражат умы ученых: есть ли жизнь за пределами Земли?
Сегодня мы отправимся в мысленную экспедицию туда, где привычные нам реки и океаны скрыты под толщей льда или существуют лишь в виде призраков давно исчезнувших морей. Наш путь лежит к ржавым пустыням Марса и ледяным гигантам системы Юпитера.
Когда-то, около четырех миллиардов лет назад, Марс был миром, удивительно похожим на колыбель Земли. Данные, собранные марсоходами и орбитальными аппаратами, рисуют картину, от которой захватывает дух. Высохшие дельты рек, гигантские каньоны, которые могла промыть только мощная водная стихия, и обширные равнины, напоминающие дно древних океанов. Анализ марсианского грунта показывает высокое содержание глинистых минералов – филлосиликатов. Их формирование, с точки зрения геохимии, возможно только в присутствии жидкой воды в течение длительного времени. Это не просто следы влаги; это геологическая летопись, говорящая о том, что вода была стабильна на поверхности.
Но куда же она делась? Ответ кроется в судьбе марсианской атмосферы. В отличие от Земли, у Марса отсутствует глобальное магнитное поле, которое могло бы защитить его от солнечного ветра – потока заряженных частиц от нашего светила. Бомбардируя верхние слои атмосферы, солнечный ветер буквально «сдувал» ее в космос, молекула за молекулой, включая пары воды. Атмосферное давление упало до такого уровня, что жидкая вода на поверхности не может существовать – она мгновенно закипает и испаряется даже при низких температурах. Большая часть воды Марса улетучилась в космос, а часть «законсервировалась» в виде гигантских запасов подповерхностного льда на полюсах и в средних широтах.
Современный Марс – это мир, где вода существует в основном в двух состояниях: как лед и как пар. Однако самые интригующие открытия связаны с возможностью ее существования в жидком виде и сегодня. Радарные зондирования указывают на наличие соленых подземных озер близ южного полюса. Высокая концентрация солей-перхлоратов действует как мощный антифриз, позволяя воде оставаться жидкой при температурах значительно ниже нуля.
Если Марс – это история о потерянной воде, то система Юпитера – это демонстрация ее невероятной жизнестойкости. Здесь, вдали от Солнца, где солнечного света слишком мало, чтобы поддерживать комфортную температуру, вода существует в форме льда, твердого, как гранит. Но гравитационное влияние гигантской планеты творит чудеса.
Европа: при взгляде на Европу кажется, что кто-то вывесил на просушку гигантский мраморный шар, перетянутый бежевыми нитями. Эта луна – один из самых гладких объектов в Солнечной системе, ее ледяная кора испещрена трещинами и разломами. Отсутствие ударных кратеров говорит о том, что поверхность геологически молода и постоянно обновляется. Но главная сенсация скрыта подо льдом.
Данные с космического аппарата «Галилео» и последующие наблюдения убедительно доказали, что под ледяной коркой толщиной в 15-25 километров скрывается глобальный соленый океан, содержащий в два раза больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые! Источником тепла, не дающим этому океану замерзнуть, являются приливные силы Юпитера. Гравитация гиганта растягивает и сжимает недра Европы, как будто кто-то мнет в руках пластилиновый шар. Это трение генерирует колоссальную внутреннюю энергию.
Химический состав этого подледного океана – предмет жарких споров. Аппараты зафиксировали на поверхности Европы выбросы гейзеров водяного пара, а спектральный анализ показал присутствие сульфата магния и других солей. Но еще более интригующей является гипотеза о том, что дно этого океана – это скалистая мантия, взаимодействующая с водой. На Земле такие места, как гидротермальные источники «черные курильщики» на дне океанов, кишат жизнью, получающей энергию не от Солнца, а от химических реакций. Европа предлагает аналогичную, пусть и скрытую подо льдом, среду, что делает ее главным кандидатом на обнаружение внеземной жизни в Солнечной системе.
Ганимед и Каллисто: Европа – не единственная луна-океан. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, также обладает подповерхностным океаном, зажатым между слоями льда. Данные космического телескопа «Хаббл» указывают на полярные сияния на Ганимеде, поведение которых можно объяснить только наличием подповерхностного соленого проводящего слоя, т.е. воды.
Каллисто, испещренная кратерами древняя луна, также скрывает океан, но, вероятно, контактирующий со скальным дном, что, как и в случае с Европой, повышает его астробиологическую привлекательность.
Изучение воды за пределами Земли - фундаментальный поиск ответа на вопрос «ОДИНОКИ ЛИ МЫ?». Вода – это универсальный растворитель, основа биохимии. Обнаружение жидкой воды в других мирах расширяет зону обитаемости далеко за пределы узкой «зоны Златовласки» вокруг звезд.
Когда мы анализируем состав воды в земной лаборатории, мы ищем следы загрязнений, оцениваем ее безопасность и полезность. Когда ученые изучают воду на Марсе или Европе, они ищут следы совершенно иного рода – биосигнатуры, химические дисбалансы, которые могут указать на деятельность живых организмов. Это та же самая наука, тот же самый аналитический подход, но примененный к масштабам, превосходящим всякое воображение.
Следующие миссии – марсоход, собирающий образцы для будущей доставки на Землю, или космический аппарат «Europa Clipper», который отправится к ледяной луне Юпитера, – это, по сути, первые шаги к межпланетному анализу. Они будут искать не просто воду, а ответ на главный вопрос, заключенный в ее молекулах: является ли наша Земля уникальным чудом или же жизнь – это закономерный и распространенный процесс во Вселенной, ждущий лишь подходящих условий, чтобы проявиться во всем своем многообразии. И эти условия, как мы теперь точно знаем, начинаются с двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Мы привыкли воспринимать воду как данность. Она течет из крана, наполняет озера, падает с неба. Наша планета – это уникальная «голубая мраморная» бусина в безжизненной черноте космоса. Но что, если присмотреться повнимательнее к нашим космическим соседям? Оказывается, та самая H₂O, чей химический состав мы так скрупулезно изучаем в земных лабораториях, является одним из самых распространенных веществ во Вселенной. И ее следы ведут прямиком к загадкам, которые будоражат умы ученых: есть ли жизнь за пределами Земли?
Сегодня мы отправимся в мысленную экспедицию туда, где привычные нам реки и океаны скрыты под толщей льда или существуют лишь в виде призраков давно исчезнувших морей. Наш путь лежит к ржавым пустыням Марса и ледяным гигантам системы Юпитера.
Когда-то, около четырех миллиардов лет назад, Марс был миром, удивительно похожим на колыбель Земли. Данные, собранные марсоходами и орбитальными аппаратами, рисуют картину, от которой захватывает дух. Высохшие дельты рек, гигантские каньоны, которые могла промыть только мощная водная стихия, и обширные равнины, напоминающие дно древних океанов. Анализ марсианского грунта показывает высокое содержание глинистых минералов – филлосиликатов. Их формирование, с точки зрения геохимии, возможно только в присутствии жидкой воды в течение длительного времени. Это не просто следы влаги; это геологическая летопись, говорящая о том, что вода была стабильна на поверхности.
Но куда же она делась? Ответ кроется в судьбе марсианской атмосферы. В отличие от Земли, у Марса отсутствует глобальное магнитное поле, которое могло бы защитить его от солнечного ветра – потока заряженных частиц от нашего светила. Бомбардируя верхние слои атмосферы, солнечный ветер буквально «сдувал» ее в космос, молекула за молекулой, включая пары воды. Атмосферное давление упало до такого уровня, что жидкая вода на поверхности не может существовать – она мгновенно закипает и испаряется даже при низких температурах. Большая часть воды Марса улетучилась в космос, а часть «законсервировалась» в виде гигантских запасов подповерхностного льда на полюсах и в средних широтах.
Современный Марс – это мир, где вода существует в основном в двух состояниях: как лед и как пар. Однако самые интригующие открытия связаны с возможностью ее существования в жидком виде и сегодня. Радарные зондирования указывают на наличие соленых подземных озер близ южного полюса. Высокая концентрация солей-перхлоратов действует как мощный антифриз, позволяя воде оставаться жидкой при температурах значительно ниже нуля.
Если Марс – это история о потерянной воде, то система Юпитера – это демонстрация ее невероятной жизнестойкости. Здесь, вдали от Солнца, где солнечного света слишком мало, чтобы поддерживать комфортную температуру, вода существует в форме льда, твердого, как гранит. Но гравитационное влияние гигантской планеты творит чудеса.
Европа: при взгляде на Европу кажется, что кто-то вывесил на просушку гигантский мраморный шар, перетянутый бежевыми нитями. Эта луна – один из самых гладких объектов в Солнечной системе, ее ледяная кора испещрена трещинами и разломами. Отсутствие ударных кратеров говорит о том, что поверхность геологически молода и постоянно обновляется. Но главная сенсация скрыта подо льдом.
Данные с космического аппарата «Галилео» и последующие наблюдения убедительно доказали, что под ледяной коркой толщиной в 15-25 километров скрывается глобальный соленый океан, содержащий в два раза больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые! Источником тепла, не дающим этому океану замерзнуть, являются приливные силы Юпитера. Гравитация гиганта растягивает и сжимает недра Европы, как будто кто-то мнет в руках пластилиновый шар. Это трение генерирует колоссальную внутреннюю энергию.
Химический состав этого подледного океана – предмет жарких споров. Аппараты зафиксировали на поверхности Европы выбросы гейзеров водяного пара, а спектральный анализ показал присутствие сульфата магния и других солей. Но еще более интригующей является гипотеза о том, что дно этого океана – это скалистая мантия, взаимодействующая с водой. На Земле такие места, как гидротермальные источники «черные курильщики» на дне океанов, кишат жизнью, получающей энергию не от Солнца, а от химических реакций. Европа предлагает аналогичную, пусть и скрытую подо льдом, среду, что делает ее главным кандидатом на обнаружение внеземной жизни в Солнечной системе.
Ганимед и Каллисто: Европа – не единственная луна-океан. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, также обладает подповерхностным океаном, зажатым между слоями льда. Данные космического телескопа «Хаббл» указывают на полярные сияния на Ганимеде, поведение которых можно объяснить только наличием подповерхностного соленого проводящего слоя, т.е. воды.
Каллисто, испещренная кратерами древняя луна, также скрывает океан, но, вероятно, контактирующий со скальным дном, что, как и в случае с Европой, повышает его астробиологическую привлекательность.
Изучение воды за пределами Земли - фундаментальный поиск ответа на вопрос «ОДИНОКИ ЛИ МЫ?». Вода – это универсальный растворитель, основа биохимии. Обнаружение жидкой воды в других мирах расширяет зону обитаемости далеко за пределы узкой «зоны Златовласки» вокруг звезд.
Когда мы анализируем состав воды в земной лаборатории, мы ищем следы загрязнений, оцениваем ее безопасность и полезность. Когда ученые изучают воду на Марсе или Европе, они ищут следы совершенно иного рода – биосигнатуры, химические дисбалансы, которые могут указать на деятельность живых организмов. Это та же самая наука, тот же самый аналитический подход, но примененный к масштабам, превосходящим всякое воображение.
Следующие миссии – марсоход, собирающий образцы для будущей доставки на Землю, или космический аппарат «Europa Clipper», который отправится к ледяной луне Юпитера, – это, по сути, первые шаги к межпланетному анализу. Они будут искать не просто воду, а ответ на главный вопрос, заключенный в ее молекулах: является ли наша Земля уникальным чудом или же жизнь – это закономерный и распространенный процесс во Вселенной, ждущий лишь подходящих условий, чтобы проявиться во всем своем многообразии. И эти условия, как мы теперь точно знаем, начинаются с двух атомов водорода и одного атома кислорода.
