Buzlu ay Enceladus’ta, genişleme çatlakları iç okyanusun kaynamasına izin veriyor

2006’da Cassini uzay aracı, Satürn’ün uydusu Enceladus’un güney kutbuna yakın “kaplan şeridi” yarıklarından fışkıran gayzer perdeler kaydetti – bazen saniyede 200 kilogram kadar su. Yeni bir çalışma, binlerce yıllık soğutma döngüleri sırasında genişleyen buzun bazen ayın buzlu kabuğunu nasıl kırabileceğini ve iç okyanusunu dışarı çıkarabileceğini ve gayzerler için olası bir açıklama sağladığını öne sürüyor.

Enceladus’un çapı yaklaşık 504 kilometre (313 mil) – kabaca en uzun noktasında Birleşik Krallık’ın uzunluğu. Ay, 20-30 kilometre (12.4-18.6 mil) kalınlığında buzla kaplı ve yüzey sıcaklığı yaklaşık -201 Santigrat (-330 Fahrenheit), ancak NASA’nın Cassini-Huygens misyonundan elde edilen on yıllık veri, derin bir sıvı için kanıt sağladı. buzlu kabuğun içindeki okyanus, sürekli “kriyo-volkanizma” yoluyla uzaya kaçıyor. Bu kadar küçük, soğuk bir dünyanın bu kadar çok jeolojik aktiviteyi nasıl sürdürebildiği, kalıcı bir bilimsel bilmece olmuştur.

Davis, California Üniversitesi’nde jeofizik alanında yardımcı doçent ve yeni çalışmanın baş yazarı Max Rudolph, “Hem bilim insanlarının hem de genel halkın dikkatini çekti” dedi. Jeofizik Araştırma MektuplarıAGÜ’nün tüm Dünya ve uzay bilimlerini kapsayan anlık etkileri olan yüksek etkili, kısa formatlı raporlar dergisi.

Rudolph ve meslektaşları, yüzeydeki çatlakların okyanusa ulaşmasına ve patlamalara neden olmasına izin verebilecek koşulların haritasını çıkarmak için fizik tabanlı bir model yürüttüler. Model, Enceladus’un Satürn çevresindeki yörüngesindeki değişikliklerle bağlantılı olarak, yüz milyon yıl ölçeğinde süren ısınma ve soğuma döngülerini açıklıyor. Her döngü sırasında, buz kabuğu bir incelme ve bir kalınlaşma periyodundan geçer. Rudolph, kalınlaşmanın, bir göldeki buz gibi aşağı doğru büyüyen buz kabuğunun tabanında donma yoluyla gerçekleştiğini söyledi.

Basınç yükseliyor

Bu aşağı doğru genişleyen buzun aşağıdaki okyanusa uyguladığı basınç, araştırmacıların Enceladus’un gayzerlerini açıklamak için önerdiği olası bir mekanizmadır. Dış buz kabuğu soğuyup kalınlaştıkça, buz sudan daha fazla hacme sahip olduğu için alttaki okyanus üzerindeki basınç artar. Artan basınç ayrıca buzda, sıvının 20-30 kilometre uzaktaki yüzeye ulaşması için yollar haline gelebilecek stres yaratır.

Yeni çalışma, okyanus basıncının, Enceladus’un yüzeyinde görülen kaplan şerit çatlaklarını yapmak için yeterli olacağını buldu. Ancak, hem okyanus basıncı hem de termal büzülme dikkate alındığında, basıncın asla suyu yüzeye kadar sıkıştıracak kadar büyük olamayacağını buldular ve şofben için önerilen bu açıklamayı reddettiler.

University of astronomi yardımcı doçenti Miki Nakajima, “Önerilen modelin Enceladus’un güney kutbunda birden fazla çatlağın (kaplan çizgileri) oluşumuna yol açabilecek bir ilk çatlağın oluşumunu açıklayabilmesini ilginç buluyorum” dedi. Rudolph’un çalışmasına dahil olmayan Rochester. Rudolph’un ekibinin teklifini “asil ve umut verici” olarak nitelendiriyor.

Rudolph, ilk olarak Nakajima ve Andrew Ingersoll tarafından 2016 yılında yapılan bir çalışmada önerilen bir mekanizmanın patlamaları açıklayabileceğini söyledi. Bu araştırmacılar, bu çatlaklara giren suyun uzaya maruz kaldığını (Enceladus’un atmosferi yoktur) ve vakuma çarptığında kendiliğinden kaynadığını öne sürdüler.

Rudolph, bunun, yüzeydeki çatlaklardan sızan kriyo-lav akıntılarına dair herhangi bir kanıt göstermeyen Enceladus’un yüzeyinin görünümüyle tutarlı olduğunu söyledi.

Bu arada, bazı kanıtlar, Jüpiter’in uydusu Europa’nın, yani Dünya’nın kendi Ay’ı büyüklüğündeki bir başka buzlu gezegenin de benzer patlamalara sahip olabileceğini gösteriyor, ancak orada devam eden aktivite hakkında daha az şey biliniyor.

Ancak Rudolph, bu okyanus basıncı ve kendiliğinden patlama mekanizmasının Europa’da meydana gelebilecek kriyo-volkanizmi açıklayamayacağını söyledi. Bu patlamaların olası nedenlerini belirlemek için o ay üzerinde daha fazla araştırma ve gözlem yapılması gerekiyor. Rudolph, uzay aracının şu anda Europa’daki jeolojik süreçler hakkında daha fazla bilgi edinmek için NASA tarafından monte edildiği Europa Clipper misyonunu dört gözle bekliyor.