Коротко
- Да, вода есть и за пределами Земли. На Марсе она лежит в основном в виде льда, а у спутников Юпитера океаны скрыты под ледяной корой.
- В подлёдном океане Европы примерно вдвое больше воды, чем во всех земных океанах, поэтому её считают главным кандидатом на поиск жизни.
- Жидкой воду в космическом холоде держат два механизма: тепло от приливных сил и соль, которая работает как антифриз.
- Планетологи и лаборатория воды заняты одним делом: выясняют, что растворено в воде. Только на Земле ищут загрязнения, а в космосе следы жизни.
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.
Марс: вода, которую планета потеряла
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.
Как Марс лишился рек и морей
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.
Спутники Юпитера: океаны подо льдом
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. Почти полное 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. Наблюдения указывают на выбросы водяного пара с поверхности Европы, 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 может скрывать океан, и, возможно, он контактирует со скальным дном, что, как и в случае с Европой, повышает его астробиологическую привлекательность.
Марс и три спутника Юпитера: где вода и что её держит
| Мир | Где вода | Что не даёт ей замёрзнуть | На чём основан вывод |
|---|---|---|---|
| Марс | Лёд на полюсах и в средних широтах, возможные солёные озёра под южным полюсом | Соли-перхлораты, антифриз | Радарное зондирование, глины в грунте, высохшие дельты |
| Европа | Глобальный солёный океан под корой в 15–25 км | Приливные силы Юпитера | «Галилео», спектры солей, молодая поверхность |
| Ганимед | Океан между слоями льда | Внутреннее тепло и лёд сверху | Полярные сияния, снятые телескопом «Хаббл» |
| Каллисто | Возможный океан над скальным дном | Вопрос открыт | Косвенные данные |
Где ещё в Солнечной системе нашли воду
Из трещин у его южного полюса бьют струи водяного пара и ледяных частиц. Аппарат «Кассини» пролетал сквозь них и изучал состав прямо на лету.
На поверхности есть озёра, но они из жидкого метана и этана, а не из воды. Водяной океан предполагают глубоко под корой.
В вечно тёмных кратерах у полюсов нашли водяной лёд. Для будущих баз это возможный запас воды и сырьё для топлива.
Их ядра состоят изо льда и пыли. По одной из версий, часть воды попала на Землю именно с ними.
Зачем искать воду в космосе
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.
Что ищут в земной пробе и что в инопланетной
- Вещества сверх нормы: нитраты, металлы, нефтепродукты
- Бактерии, которых в воде быть не должно
- Минеральный состав и pH
- Причину вкуса, запаха и цвета
- Соли и pH океана: годится ли он для жизни
- Органические молекулы
- Химические дисбалансы, которые могут указать на живые организмы
- Источники энергии: тепло и реакции на дне
Кто отправится проверять
Следующие миссии – марсоход, собирающий образцы для будущей доставки на Землю, или космический аппарат «Europa Clipper», который уже летит 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 единственным 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.
Реки на Марсе и другие заблуждения
На Марсе текут реки
Реки текли в далёком прошлом. Сейчас на поверхности вода держится как лёд и пар, а жидкой может быть только в рассолах.
Найти воду — значит найти жизнь
Вода только одно из условий. Нужны ещё источник энергии и подходящие вещества, поэтому учёные ищут биосигнатуры, а не просто лёд.
Вода во Вселенной — большая редкость
H₂O входит в число самых распространённых веществ. Редка другая вещь: жидкая вода на поверхности, как на Земле.
Частые вопросы
Есть ли вода на Марсе сейчас?
Можно ли пить марсианскую воду?
Почему Европу считают самым вероятным местом для жизни?
Есть ли вода на Луне?
Что такое зона Златовласки?
Толщина коры Европы, объём её океана и возраст марсианских вод: текст статьи. Пределы перхлоратов, магния и сульфатов: СанПиН 1.2.3685-21, таблица 3.13.
