Кенотектическая концепция переосмысливает поиск жизни на ледяных мирах

Схема внутренней структуры ледяной луны и различные геологические процессы, включающие эвтектику и кейнотектику. Автор: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54625-z

В то время как Europa Clipper от NASA отправляется в свое историческое путешествие к ледяному спутнику Юпитера — Европе, доктор Мэтт Пауэлл-Палм, преподаватель кафедры машиностроения Техасского университета A&M, представил исследование, которое может изменить наше понимание ледяных океанов по всей Солнечной системе.

Исследование ледяных океанических миров представляет собой новый рубеж в планетарной науке, фокусирующийся на понимании потенциала этих сред для поддержания жизни. Исследования Пауэлл-Палм затрагивают фундаментальный вопрос в этой области: при каких условиях жидкая вода может оставаться стабильной на этих далеких, замерзших телах?

Определяя и измеряя кенотектику — абсолютную самую низкую температуру, при которой жидкость остается стабильной при различных давлениях и концентрациях, — группа создает критически важную основу для интерпретации данных, полученных в ходе исследований планет.

Это исследование объединяет экспертизу Пауэлл-Палм в криобиологии, в частности, низкотемпературной термодинамике воды, изначально ориентированную на медицинские приложения, такие как сохранение органов для трансплантации, с экспертизой Журно в планетарной науке и системах высокого давления вода-лед. Вместе они разработали структуру, которая объединяет дисциплины для решения одной из самых захватывающих задач в планетарной науке.

«С запуском NASA Europa Clipper, крупнейшей из когда-либо запущенных миссий по исследованию планет, мы вступаем в многолетнюю эру исследования холодных и ледяных океанических миров. Измерения, полученные в ходе этой и других миссий, покажут нам глубину океана и его состав», — сказал Журно.

«Лабораторные измерения стабильности жидкости, и в частности минимально возможной температуры (недавно определенной ценотектической), в сочетании с результатами миссии позволят нам полностью определить, насколько пригодны для жизни холодные и глубокие океаны нашей Солнечной системы, а также какова будет их окончательная судьба, когда луны или планеты полностью остынут».

Исследование проводилось в Техасском университете A&M под руководством аспиранта по специальности «машиностроение» Ариана Зарриза. Работа отражает глубокие познания Техасского университета A&M в области систем «вода-лед» и традицию передового опыта в области космических исследований, охватывающую множество дисциплин.

«Изучение ледяных миров является особым приоритетом как для НАСА, так и для Европейского космического агентства, о чем свидетельствует целый ряд недавних и предстоящих запусков космических аппаратов», — сказал Пауэлл-Палм.

Поскольку миссии по исследованию планет, такие как те, что нацелены на ледяные луны, продолжают расширять наше понимание Солнечной системы, исследователи из Техасского университета A&M и других готовятся проанализировать богатство данных, которые они предоставят. Объединяя экспериментальные исследования, подобные тем, что были проведены Пауэлл-Палм и Журно, с результатами этих миссий, ученые стремятся раскрыть секреты холодных, покрытых океаном миров и оценить их потенциал для существования жизни.

Больше информации: Arian Zarriz et al, On the equilibrium limit of liquid stability in pressurized aqueous systems, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54625-z

Источник: Texas A&M University College of Engineering