Новый тип соленого льда может существовать на внеземных океанских лунах!!!

Таинственные красные полосы, пересекающие поверхность спутника Юпитера Европы, могут быть результатом недавно обнаруженного вида соленого льда.

Европа давно заинтриговала ученых, потому что на Луне есть подповерхностный океан под толстым слоем льда. Известно, что струи воды вырываются из трещин в ледяной оболочке, выпуская содержимое чужеродного океана Луны в космос.

По мнению ученых, океанические миры, такие как Европа, являются лучшим выбором для поиска доказательств жизни за пределами Земли.

Химическая сигнатура красных полос на поверхности Европы, которые считаются замороженной смесью воды и солей, казалась необычной, потому что она не соответствует ни одному известному веществу на Земле.

В 2019 году ученые определили, что желтые участки поверхности Европы были вызваны присутствием хлорида натрия, более известного как поваренная соль.

Чтобы получить больше информации о Европе, которую в ближайшие пару лет посетят миссия JUICE Европейского космического агентства (сокращение от Jupiter Icy Moons Explorer) и миссия Europa Clipper НАСА, ученые работали над воссозданием условий Луны в лаборатории.

Исследовательская группа обнаружила, что сочетание воды, поваренной соли, низких температур и высокого давления привело к образованию нового типа твердых кристаллов — и это вещество может существовать на поверхности Европы и на дне ее скрытого океана.

“В наши дни редко можно сделать фундаментальные открытия в науке”, - сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Батист Журно, исполняющий обязанности доцента кафедры наук о Земле и космосе в Университете Вашингтона.

“Соль и вода очень хорошо известны (в) земных условиях. Но помимо этого, мы в полном неведении. И теперь у нас есть эти планетарные объекты, которые, вероятно, имеют очень знакомые нам соединения, но в очень экзотических условиях. Мы должны переделать всю фундаментальную минералогическую науку, которую люди делали в 1800-х годах, но при высоком давлении и низкой температуре. Это захватывающее время ”.

Вода и соли создают гидрат, жесткую ледяную решетку, поддерживаемую водородными связями, при низких температурах.

Необычное соединение с двумя молекулами соли.

До этого исследования преобладающая научная мудрость утверждала, что для хлорида натрия существует только один гидрат, созданный двумя молекулами воды и одной молекулой соли. После исследовательского эксперимента исследователи обнаружили два новых гидрата — один с использованием двух молекул соли на каждые 17 молекул воды, а другой с одной молекулой соли на каждые 13 молекул.

“Он имеет структуру, которую планетологи ждали”, - сказал Журнало.

Исследование с подробным описанием результатов было опубликовано в понедельник в Трудах Национальной академии наук.

Согласно исследованию, гидраты могут объяснить, почему химические сигнатуры океанических миров Юпитера такие “водянистые”.

Исследователи начали свой эксперимент с сжатия небольшого количества соленой воды между двумя алмазами, каждый из которых был размером с песчинку. Вода была сжата до 25 000 раз выше стандартного атмосферного давления.

Команда смогла наблюдать этот процесс через микроскоп.

“Мы пытались измерить, как добавление соли изменит количество льда, которое мы можем получить, поскольку соль действует как антифриз”, - сказал Батист. “Удивительно, но когда мы оказали давление, мы увидели, что эти кристаллы, которых мы не ожидали, начали расти. Это было очень удачное открытие ”.

Замороженная среда с высоким давлением.

Океанские спутники Юпитера, вероятно, испытывают аналогичные условия с ледяными температурами и высоким давлением.

По оценкам, толщина ледяного панциря, из которого состоит поверхность Европы, составляет от 10 до 15 миль (от 16 до 24 километров), а глубина океана, на котором он, вероятно, находится, составляет от 40 до 100 миль (от 64 до 161 километра).

“Давление просто сближает молекулы, поэтому меняется их взаимодействие — это основной двигатель разнообразия кристаллических структур, которые мы обнаружили”, - сказал Журнало.

Из двух гидратов один оставался стабильным даже после сброса давления.

“Мы определили, что он остается стабильным при стандартном давлении примерно до минус 50 по Цельсию (минус 58 градусов по Фаренгейту). Так что, если у вас есть очень соленое озеро, например, в Антарктиде, которое может подвергаться воздействию этих температур, этот недавно обнаруженный гидрат может присутствовать там ”, - сказал Журнало.

Понимание химического состава океанических миров, таких как Европа, позволит ученым в будущем лучше понять данные, собранные такими миссиями, как JUICE и Europa Clipper.

“Это единственные планетарные тела, кроме Земли, где жидкая вода стабильна в геологическом масштабе времени, что имеет решающее значение для возникновения и развития жизни”, - сказал Журнало.

“Они, на мой взгляд, лучшее место в нашей солнечной системе для обнаружения внеземной жизни, поэтому нам нужно изучить их экзотические океаны и внутренности, чтобы лучше понять, как они образовались, эволюционировали и могут удерживать жидкую воду в холодных регионах солнечной системы, так далеко от солнца”.