На супутнику Сатурна Енцелад, здається, океан коливається

Похований під 20 кілометрами льоду, підземний океан Енцелада – один з них СатурнЙого супутники, здається, струшують струми, подібні до тих, що на Землі.

Теорія, виведена з форми кріосфери Енцелада, оскаржує поширене переконання, що світовий океан Місяця є однорідним, за винятком деяких вертикальних змішань, викликаних теплом ядра Місяця.

Енцелад, невелика замерзла куля діаметром близько 500 км (приблизно 1/7 діаметра місяця Землі), є шостим місяцем Сатурна. Незважаючи на свої невеликі розміри, Енцелад привернув увагу вчених у 2014 році, коли він пролетів над поверхнею Місяця Кассіні Космічний корабель виявив докази свого великого підземного оточення і взяв проби води від гейзерних вибухів, які сталися через тріщини льоду в Антарктиді. Це одне з небагатьох місць у Сонячній системі з рідкою водою (інше місце ЮпітерMoon Europa), що робить його об’єктом інтересу для астробіологів, які шукають ознак життя.

На цій ілюстрації показано крижаний Місяць Сатурна Енцелад із колоною льоду, водяної пари та органічних частинок, розсіяних від переломів у південній полярній області Місяця. Кредит: NASA / JPL-Caltech

Океан на Енцеладі майже повністю відрізняється від океану на Землі. Окружність Землі порівняно невелика (в середньому 3,6 кілометра вглиб), вона охоплює три чверті поверхні планети, вона тепліша у верхній частині сонячних променів і прохолодніша в глибині біля морського дна, і вона має течії, які зазнають впливу вітрів; Тим часом Енцелад, здається, простягається над земною кулею і має океан трохи нижче її поверхні, глибиною щонайменше 30 кілометрів, який охолоджується вгорі біля крижаної кори і зігрівається внизу теплом від ядра Місяця.

Незважаючи на їхні відмінності, аспірантка Каліфорнійського технологічного інституту Анна Лобо (MS ’17) зазначає, що океани на Енцеладі мають течії, подібні до течій на Землі. Робота ґрунтується на вимірах Кассіні На додаток до досліджень Ендрю Томпсона, професора екологічних наук та інженерії, який вивчав спосіб взаємодії льоду та води для змішування океану навколо Антарктиди.

Світовий океан Енцелад і Земля мають одну важливу характеристику: вони солоні. Як свідчать результати, опубліковані в Природні науки про Землю 25 березня відмінності в солоності можуть бути рушіями океанічної циркуляції на Енцеладі, як і в Південному океані Землі, який оточує Антарктиду.

Лобо та Томпсон об’єдналися зі Стівеном Венсом та Сайкіраном Таріменою Лабораторія реактивного руху, А керується Caltech NASA.

Вимірювання сили тяжіння та розрахунки тепла від Кассіні Вже було виявлено, що крижана кірка на полюсах тонша, ніж на екваторі. Томпсон каже, що області тонкого льоду на полюсах, ймовірно, пов’язані з таненням, а ділянки більш товстого льоду на екваторі – з замерзанням. Це впливає на океанічні течії, оскільки коли солона вода замерзає, вона виділяє солі і ускладнює навколишню воду, змушуючи її тонути. В регіонах плавлення відбувається навпаки.

“Знання розподілу льоду дозволяє нам встановити обмеження на схему циркуляції”, – пояснює Лобо. Ідеальна комп’ютерна модель, заснована на дослідженнях Томсона в Антарктиді, вказувала б на те, що регіони замерзання та відтавання, що визначаються структурою льоду, будуть пов’язані з океанічними течіями. Це створює обертання полюса до екватора, що впливає на розподіл тепла та поживних речовин.

“Розуміння підземних районів океану, які можуть бути найбільш придатними для життя, оскільки ми знаємо, що одного разу це може допомогти пошуку ознак життя”, – говорить Томпсон.

Посилання: «Інверсія океану від полюса до екватора на Енцеладі» Анни Х. Лобо, Ендрю Ф. Томпсона, Стівена де Ванса та Сайкірана Таріміна, 25 березня 2021 р., Природні науки про Землю.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00706-3

Назва статті: “Окружність від полюса до екватора перекриває тираж на Енцеладі” Ця робота була підтримана Програмою стратегічних досліджень та розвитку технологій Лабораторії реактивного руху. Вузол «Крижаний світ» в Інституті астробіології НАСА; Фонд Девіда та Люсіль Пакард.