Под ледяной корой Энцелада, спутника Сатурна, скрывается океан. Добраться до него бурением пока невозможно, но вещество океана всё же попадает наружу: у южного полюса бьют гейзеры из водяного пара и ледяных частиц. Учёные ищут способ понять по этим выбросам, что происходит в глубине.

Новая лабораторная работа, опубликованная в журнале Communications Earth & Environment, указывает на перспективную мишень - кристаллы соли, которые при росте захватывают крошечные капли жидкости. Исследование провела группа Лиама Переры из британского центра Diamond Light Source.

Авторы охлаждали раствор хлорида натрия и карбоната натрия и следили за замерзанием с помощью мощного рентгеновского излучения. Трёхмерные снимки показали, как растут кристаллы и что у них внутри, а по рассеянию рентгеновских лучей учёные определяли, какие минералы образуются. Выяснилось, что при росте кристаллов натрона - минерала на основе карбоната натрия, который может формироваться на Энцеладе, - внутрь попадают капли окружающей жидкости. Такие включения называют флюидными: это микроскопические полости с жидкостью внутри кристалла.

Крупные кристаллы захватывают капли чаще и вмещают более крупные образцы. Среди почти 3800 отдельных зёрен включения нашлись лишь примерно в 3% случаев, но в самой крупной размерной категории они были у всех 29 зёрен. Каждая такая полость может сохранить миниатюрный образец воды, какой она была в момент замыкания.

Есть и земной повод присмотреться к тому, что ещё может оказаться внутри. В более ранних работах по древним соляным отложениям сообщалось о возможных микробных клетках, сохранившихся в жидкостных полостях кристаллов, которые росли при испарении воды. Новый эксперимент показал лишь, что натрон способен захватывать жидкость при замерзании. Может ли он так же сохранять биологический материал, пока не проверено. Авторы предполагают, что окружающий минерал способен защитить такое вещество от губительной радиации.

Важно, что захваченная капля не обязательно будет неизменной частицей океана Энцелада. В опыте использовали раствор примерно в пять раз более концентрированный, чем оценки по частицам, собранным аппаратом NASA Cassini: так удалось получить достаточно крупные кристаллы. В такой смеси большие кристаллы натрона начинали расти ещё до основного образования льда и заключали жидкость, близкую к исходному составу. В более разбавленном, похожем на океанический растворе первым, вероятно, появится лёд: он будет оставлять соли в остающейся воде, делая её солонее, и натрон, образовавшийся позже, захватит уже более солёную жидкость. Оба варианта полезны: один ближе к исходной воде, другой показывает, как её изменило замерзание. Различить эти истории помогут форма кристаллов и окружающий материал. При температурах на поверхности Энцелада сама захваченная вода будет замёрзшей.

Натрон пока не подтверждён на поверхности спутника. Команда советует будущим аппаратам нести чувствительные приборы ближнего инфракрасного диапазона, чтобы находить этот минерал и выбирать места для отбора проб. Особенно перспективны свежие отложения у жерл гейзеров: крупные капли остывают медленнее, давая кристаллам время и место для роста, а очень быстрое охлаждение может помешать кристаллизации. Крупные частицы, богатые солью, к тому же чаще падают обратно near жерл. Найти минерал - лишь часть поиска: важно и где он лежит, и в каком состоянии. В сильный холод натрон должен оставаться стабильным, но более тёплый рельеф у жерл способен постепенно лишать его воды. Лучший вариант - недавно отложившиеся кристаллы: вещество из недр с ещё целыми микроскопическими полостями.

Источник: Phys.org