Новая гипотеза об источнике тепла и потенциально обитаемого мира на Энцелад

Ноя 06, 2017 Леонид Гляделов

Достаточное количество тепловой энергии для гидротермальной активности внутри океанической луны Сатурна Энцелад, может вырабатываться в результате приливного трения, если у Луны очень пористая сердцевина. Подобная новая гипотеза говорит в пользу этой луны, как потенциально обитаемого мира.

В статье, опубликованной сегодня в Nature Astronomy, представлена первая концепция, которая объясняет основные характеристики спутника Энцелад, диаметром в 500 км, наблюдаемый международным космическим аппаратом Кассини, в ходе его миссии, которая завершилась в сентябре.

Исследование включает в себя глобальный соленый океан под ледяной оболочкой со средней толщиной 20-25 км, утончающийся всего на 1-5 км над южной полярной областью. В этой области, струи водяного пара вырываются через трещины во льду. Состав выброшенного материала, измеренный Кассини, включает соли и кремнеземную пыль, предполагается, что они образуются в горячей воде - по меньшей мере в 90° по Цельсию - взаимодействуют с породой в пористой сердцевине луны.

Этот процесс требует огромного источника тепла, примерно в 100 раз больше, чем, как предполагалось ранее, и что вызван естественным распадом радиоактивных элементов в породах ядра, а также фокусировкой его на южном полюсе.А считалось ранее, что приливный эффект от Сатурна является причиной лишь извержений, деформирующих ледяную оболочку, когда луна следует по эллиптической траектории вокруг гигантской планеты и энергия, создаваемая приливным трением на льду сама по себе, была бы слишком слабой, чтобы уравновесить потери тепла, наблюдаемые в океане - который замерзает в течении 30 миллионов лет.

В новых симуляциях ядро выполнено из неконсолидированной, легко деформируемой, пористой породы, в которую вода легко проникает. Таким образом, холодная жидкая вода из океана может просачиваться в ядро ​​и постепенно нагреваться через приливное трение между фрагментами скользящей породы, поскольку она проникает глубже.

Предполагается, что всего только одна точка морского дна способна выделять до 5 ГВт энергии, что примерно соответствует годовой геотермальной энергии, выделяемой в Исландии.
Такие горячие точки морского дна генерируют океанские плюмы, поднимающиеся на несколько сантиметров в секунду. Не только плюмы приводят к сильному таянию ледяной коры, но они также могут переносить мелкие частицы грунта из морского дна в течение нескольких недель и месяцев, которые затем высвобождаются ледяными струями.

«Наши симуляции могут одновременно объяснить существование океана в глобальном масштабе из-за крупномасштабного переноса тепла между глубоким внутренним пространством и ледяной оболочкой и концентрацией активности в относительно узкой области вокруг южного полюса, объясняя тем самым наблюдения Кассини», - говорит соавтор Габриэль Тоби, из Университета Нанта.

Ученые говорят, что эффективные взаимодействия между ракой и водой в пористом сердечнике, деформируемым приливным трением, могут генерировать до 30 ГВт тепла в течение десятков миллионов или миллиардов лет.
«Будущие миссии, способные анализировать органические молекулы в шлейфе Энцелад с более высокой точностью, чем Кассини, могли бы сказать нам, могут ли устойчивые гидротермальные условия позволить зародиться жизни», - говорит Николя Альтобелли, ученый проекта ESA Cassini.