В ледяной толще спутника Юпитера Европы могут с высокой скоростью протекать химические реакции между водой и диоксидом серы — такой вывод группа ученых сделала по итогам опытов в лабораторных условиях. До сих пор считалось, что для протекания активных реакций на Европе необходима дополнительная энергия. Работа исследователей появилась в журнале Geophysical Research Letters, ее краткое содержание представлено в пресс-релизе Лаборатории реактивного движения (JPL) при NASA.
Европа — это шестой спутник Юпитера и один из крупнейших спутников в Солнечной системе. Поверхность Европы покрыта ледяной коркой, толщина которой составляет несколько километров. Подо льдом находится жидкий водный океан глубиной приблизительно 160 километров. Температура в ледяной корке находится в пределах от минус 187 до минус 143 градусов Цельсия.
До сих пор считалось, что в таком холоде реакции не могут происходить с высокой скоростью. Ученые предполагали, что для протекания более или менее активных химических процессов на Европе необходим приток дополнительной энергии, например в форме высокоактивных частиц, "направляемых" в сторону спутника радиационными поясами Юпитера. Большинство таких частиц не могут проникать внутрь ледяной корки на значительное расстояние, поэтому предполагалось, что основные химические реакции протекают на поверхности льда.
Авторы новой работы решили при помощи эксперимента в лабораторных условиях проверить, насколько правомерно такое мнение. Ученые исследовали, что будет происходить в условиях, близких к условиям Европы, с диоксидом серы. Сера попадает на шестой юпитерианский спутник от его "напарницы" — ближайшей к Юпитеру луны Ио. Не исключено также, что серу могут выбрасывать вулканы, находящиеся подо льдом Европы. Но каков бы ни был источник серы, на Европе большая ее часть превратится в диоксид серы.
Исследователи в условиях глубокого вакуума наносили водяной пар и диоксид серы на зеркала, охлажденные до температуры от минус 223 до минус 173 градусов Цельсия. При соприкосновении с зеркалами SO2 и H2O немедленно превращались в лед. Ученые определяли, происходят ли в системе какие-то реакции, измеряя при помощи спектроскопа концентрацию исходных веществ и и возможных продуктов реакции.
Оказалось, что диоксид серы и вода активно реагируют между собой, даже находясь в твердом состоянии. При температуре около минус 173 градусов Цельсия заметное количество продуктов реакции образовывалось уже через день. Причем многие из них являются довольно устойчивыми веществами и также могут вступать в реакции.
Недавно другой коллектив исследователей представил работу, в которой описал еще один возможный механизм перераспределения веществ на Европе. Ученые предположили доказательства того, что кислород может за 1-2 миллиарда лет проникать в подледный океан. За это время там могли сформироваться существа, способные использовать газ для дыхания.
