У Сонячній системі відомо кілька десятків крижаних супутників планет. Водночас свідчення існування підлідних океанів є лише для кількох найбільших із них. Проте науковці вважають, що те саме може стосуватися й менших супутників.
Крижані супутники Сонячної системи
Зовнішні планети Сонячної системи оточені крижаними супутниками. Деякі з них, такі як супутник Сатурна Енцелад, відомі тим, що між крижаною оболонкою і скелястим ядром мають океани рідкої води й можуть бути найкращими місцями в нашій Сонячній системі для пошуку позаземного життя. Нове дослідження проливає світло на те, що може відбуватися під поверхнею цих світів, і дає уявлення про формування їхніх різноманітних геологічних особливостей.
«Не про всі ці супутники відомо, що вони мають океани, але ми знаємо, що деякі з них мають, — сказав Макс Рудольф, доцент кафедри наук про Землю та планети Каліфорнійського університету в Девісі та головний автор статті. — Нас цікавлять процеси, що формують їхню еволюцію впродовж мільйонів років, і це дозволяє нам думати про те, яким буде поверхневий вигляд океанічного світу».
Геологія крижаних супутників
Від гір до землетрусів — геологія поверхні Землі визначається рухом і плавленням гірських порід у глибинах планети. На крижаних супутниках геологія визначається дією води та льоду.
Ці світи нагріваються припливними силами від планети, навколо якої вони обертаються. Супутники можуть також взаємодіяти між собою, що спричиняє періоди більшого або меншого нагрівання. За підвищеного нагрівання крижаний шар може розплавлятися й тоншати; коли ж нагрівання зменшується, лід знову потовщується.
Рудольф і його колеги раніше досліджували, що відбувається, коли крижана оболонка стає товстішою. Вони виявили, що оскільки лід має більший об’єм, ніж рідка вода, замерзання чинить тиск на крижану оболонку, що може спричинити появу таких особливостей, як «тигрові смуги» на Енцеладі.
Але що відбувається, коли трапляється протилежне і крижана оболонка тане знизу? Дослідники дійшли висновку, що це може спричинити кипіння океану.
Кипіння океану, коли льодові оболонки тануть
Це відбувається тому, що коли лід тане і перетворюється на менш щільну рідку воду, тиск падає. Рудольф і його колеги підрахували, що принаймні на найменших крижаних супутниках, таких як Мімас і Енцелад Сатурна або Міранда, супутник Урана, тиск може впасти настільки, що досягне потрійної точки, в якій лід, рідка вода і водяна пара можуть співіснувати.
Знімки Міранди, зроблені космічним зондом Voyager 2, показують чітко виражені ділянки хребтів і скель, які називаються коронами. Кипіння океану може пояснити, як утворилися ці особливості.
Мімас має діаметр менш ніж 250 миль і покритий кратерами, включаючи дуже великий кратер, який приніс йому прізвисько «Зірка смерті». За словами Рудольфа, він здається геологічно мертвим, але коливання в його русі вказують на наявність океану. Оскільки не очікується, що крижана оболонка Мімаса розірветься в результаті її стоншення, наявність океану можна поєднати з геологічно мертвою поверхнею.
Розмір супутника та його вплив на крижану оболонку
Розмір цих супутників має важливе значення. На більших крижаних тілах, таких як Титанія — інший супутник Урана — падіння тиску від танення льоду призвело б до розтріскування крижаної оболонки до досягнення потрійної точки води, підрахувала команда. Автори вважають, що геологія Титанії могла бути результатом періоду стоншення крижаної оболонки з подальшим потовщенням.
Рудольф зазначає, що так само, як геологія Землі допомагає зрозуміти, чому наша планета має саме такий вигляд після мільярдів років змін, розуміння геологічних процесів на цих супутниках може пояснити, чому вони мають нинішні особливості.
За матеріалами phys.org
