Кинофантастика - Ролан Леук
Европа — удивительное ледяное тело
Данные, переданные аппаратурой на зондах, посещавших пространство вокруг Юпитера[55], свидетельствуют, что под покрывающей Европу ледовой коркой скрывается огромный океан жидкой соленой воды. На то, что эта вода соленая, указывает слабое магнитное поле Европы, наведенное мощным полем Юпитера. Его наличие доказывает, что под поверхностью Европы присутствует некий слой, способный проводить электрический ток, — например, океан соленой воды.
Объемная масса спутника составляет примерно 3 г/см3. Если предположить, что по составу он близок к Земле, то на глубине 600 км должно располагаться железо, на глубине 900 км — камень, на глубине 100 км — вода (жидкая или твердая). Бороздчатый, весь в трещинах лед на поверхности покрыт продольными складками, «линиями», похожими на овраги. Они свидетельствуют, возможно, о значительной «тектонической» активности во льдах, как в вечных льдах на Земле. Измерения показывают, что его поверхностный слой имеет толщину 500-3000 м. Применяя закон Архимеда[56], можно подсчитать толщину погруженной в воду части льда: она составляет 4-25 км. В фильме термический зонд, бурящий лед, достигает подледного океана на глубине 2800 м, что опять-таки может соответствовать действительности. Что касается этого океана, то, поскольку общая толщина воды на Европе равна порядка 100 км, жидкая вода находится на глубине 75–96 км. То, что Европа покрыта жидкой водой, невзирая на лютый мороз (-200 °C), указывает на наличие подводного источника тепла — вулканической деятельности.
Каково ее происхождение? Приливные силы Юпитера! Они порождены неоднородностью гравитационного поля любого тела: поле уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому диаметрально противоположные части любого спутника притягиваются планетой с разной силой и в разные стороны. У спутника эти расхождения в гравитационном притяжении приводят к подобию четвертования — растяжению по оси «планета — спутник». Такое же воздействие испытывают земные океаны, деформируемые силами лунных и солнечных приливов. То же самое происходит на Луне, где силы земных приливов приводят к многометровым деформациям поверхности (вспомним, что мы говорили о планете Миллер из фильма «Интерстеллар»), Ио, другой спутник Юпитера, имеет слегка эллиптическую орбиту. Различия юпитерианских приливных сил приподнимают его поверхность в «прилив» на несколько сотен метров! Сдвиги оси Ио под воздействием юпитерианских приливных сил приводят к трению в его недрах. Это трение разогревает породу, приводит к растрескиванию поверхности и к гигантским вулканическим извержениям, наблюдаемым на поверхности этого спутника. Могучие силы юпитерианских приливов воздействуют и на Европу, поддерживая ее внутренний нагрев, способный частично растопить поверхностный ледовый панцирь. Европа находится дальше от Юпитера, чем Ио, поэтому приливы там слабее и вызываемое ими рассеивание тепла не способно растопить лед полностью. Вода остается важным элементом для жизни, но для ее развития требуется также источник тепла.
Как быть без Солнца?
На Земле главный источник энергии — Солнце. Растения поглощают его свет и строят органические молекулы в основном из атмосферного углекислого газа (СO2) и воды (Н2O). Это называется фотосинтезом. Но также существуют и бактерии, пользующиеся энергией химических реакций. Первый пример такого хемосинтеза — окисление солей железа бактериями при посредстве кислорода из воздуха. Второй пример — окисление сероводорода из подводных вулканов бактериями, использующими растворенный в воде кислород. Получаемая энергия позволяет им производить органику из воды и растворенного углекислого газа. Эти бактерии составляют основу сложной экосистемы, открытие которой в конце 1970-х годов в океанских впадинах Атлантики положило конец парадигме, согласно которой любая пищевая цепочка должна начинаться с фотосинтеза[57].
На Европе океанское дно соприкасается с мантией, поэтому там весьма вероятен подводный вулканизм. Чтобы на океанском дне развился тот же самый окислительный процесс, недостает только кислорода. Откуда он там возьмется, если на поверхности отсутствует какая-либо жизнь, способная его производить? На Земле при бурении на глубину 5 км, где температура достигает 120 °C, ученые нашли археи — одноклеточные микроорганизмы-прокариоты (то есть лишенные ядра). Велико же было удивление ученых, когда они убедились, что эти живые организмы размножаются без света и без кислорода! Стало ясно, что источником жизни могут служить минералы, содержащие железо: археи используют энергию, возникающую при абиотическом воздействии воды на эти минералы. Так образуются молекулы водорода, взаимодействующие потом с углекислым газом двумя способами: либо с образованием воды и сложных углеродистых молекул (абиотический синтез органических веществ), либо с образованием воды, метана и энергии. Наши археи используют эту энергию для превращения углекислого газа и воды в углеродистые органические молекулы.
Почему бы не на Европе?
На Европе собраны, кажется, все условия, необходимые для появления жизни, знакомой нам на Земле: жидкая вода в контакте с породой запускает абиотический синтез органических веществ и дальше биологический хемосинтез, приводящий к зарождению одноклеточной жизни. У Сатурна есть спутник, аналогичный спутнику Юпитера, Европе, — Энцелад. Зонд «Кассини-Гюйгенс», находившийся на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, наблюдал на Энцеладе огромные гейзеры жидкой воды. Их анализ показал, что на этом спутнике есть органические молекулы. Раз на Энцеладе есть органический синтез, то почему бы ему не быть на Европе? Чтобы ответить на этот вопрос, надо первым делом отправиться на Европу, что, учитывая отделяющее ее от Земли расстояние, очень нелегко. В идеале следовало бы опуститься на ее поверхность (что тоже непросто!) и пробурить по меньшей мере 10 км льда, чтобы взять пробу воды из подледного океана. Даже на Земле эта последняя манипуляция весьма трудна: рекорд бурения в Антарктиде — 3,7 км: этой отметки достигли русские на границе подледного озера Восток. Анализ полученной из скважины воды показал наличие ДНК термофильных бактерий. Есть подозрение, что на дне озера существуют гидротермальные источники с археями. Почему бы им не быть на Европе?
Фильм «Европа» отвечает на вопрос о жизни на Европе утвердительно, добавляя к ответу немного ужаса. В конце картины мы видим довольно-таки достоверное существо: крупного биолюминесцентного хищника со щупальцами, как у головоногого моллюска. На концах этих гибких сильных щупалец находятся синеватые крючки, а беловатые кружки, тянущиеся рядами на щупальцах, похожи на присоски. Щупальца отходят от раздутого туловища с восемью светящимися гребнями и мутным черным кругом посередине, похожим на ротовое отверстие. Между гребнями находятся четыре крупных светящихся шара — это глаза, а внутри
