Команда Лиама Переры из британского центра Diamond Light Source выяснила, что при замерзании кристаллы натрона могут захватывать крошечные капли жидкости. Исследование опубликовали 6 октября 2026 года в журнале Communications Earth & Environment. Если натрон найдут на Энцеладе, спутнике Сатурна, жидкость внутри его кристаллов может сохранить сведения о химическом составе подлёдного океана.

Что именно сохраняет кристалл

Исследователи заморозили раствор хлорида и карбоната натрия, наблюдая за ростом кристаллов с помощью рентгеновской микротомографии и дифракции. В растворе было 1,0 моль/кг хлорида натрия и 0,5 моль/кг карбоната натрия; его охлаждали со скоростью 6 градусов в минуту. Раствор примерно в пять раз превосходил по концентрации оценки, полученные по частицам шлейфа Энцелада. Более концентрированную смесь выбрали, чтобы кристаллы можно было различить на снимках.

При таких условиях крупные кристаллы натрона начали расти раньше, чем образовалась основная масса льда. Они захватывали жидкость, близкую по составу к исходному раствору. В более разбавленной воде, похожей на предполагаемую воду океана Энцелада, порядок, вероятно, был бы другим: сначала замерзала бы вода, вытесняя соли, а оставшаяся жидкость становилась бы солонее. Натрон, образовавшийся позже, мог бы захватить уже изменённый рассол.

Состав включения зависит от того, когда оно оказалось внутри кристалла. Представим солёный раствор, который постепенно замерзает: ранняя капля по составу ближе к исходной смеси, поздняя уже более концентрированная. Поэтому включения могут рассказать не только о составе воды, но и о ходе её замерзания. На размер и количество включений влияют скорость охлаждения, концентрация раствора, ограничение роста кристалла и перепады температуры. Авторы подчёркивают, что эти результаты можно переносить на условия Энцелада лишь качественно.

Жидкие включения обнаружили примерно в 3% из 3779 изученных зёрен натрона. Среди 29 кристаллов объёмом больше 0,001 мм³ включения были во всех. Однако раствор в лаборатории не воспроизводил точный состав океана Энцелада. Исследователи также не проверяли, могут ли криогенные кристаллы натрона сохранять микроорганизмы или их следы.

Сначала натрон нужно обнаружить

Натрон на поверхности Энцелада пока не обнаружили. Чтобы выбрать место для будущего отбора проб, понадобятся достаточно чувствительные приборы ближнего инфракрасного диапазона, которые распознают гидратированный карбонат. Авторы предлагают искать свежие отложения возле источников шлейфов: там кристаллы могли сохраниться лучше.

Даже если натрон найдут, это ещё не будет свидетельством жизни. Сначала нужно подтвердить присутствие минерала и выяснить, сохранились ли его включения. Только затем можно проверять, удерживают ли они биологический материал: такая возможность остаётся гипотезой, а не результатом этого эксперимента. Подробнее о том, как оформляют результаты исследований, можно узнать в разделе подготовки научных статей.

Схема показывает, как растущий кристалл натрона захватывает жидкость и почему раннее или позднее замерзание может менять её состав

Фото: Castorly Stock / Pexels