• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
7 февраля
Андрей Папиш
881

«Рассол» и «ледовую кашу» назвали возможными источниками материала в гейзерах на Энцеладе

5.3

Планетологи давно пытаются понять, откуда гейзеры на одном из ледяных спутников Сатурна Энцеладе черпают воду. Конкурируют две гипотезы: либо из глобального подповерхностного океана луны, либо она возникает при трении «тигровых полос» — четырех трещин, замеченных на поверхности спутника. Новая термодинамическая модель планетологов, опирающаяся на поведение морской воды и ледников, показала новый вероятный источник материала для гейзеров — это зона, где вода состоит в двух агрегатных состояниях.

Выбросы гейзеров на Энцеладе
Изображение южнополярных шлейфов, выброшенных гейзерами Энцелада. Собрано по двум четким отфильтрованным фотографиям, сделанным аппаратом «Кассини» 21 ноября 2009 года / © NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill

Космический аппарат «Кассини», пролетая систему Сатурна в 2005 году, зафиксировал необычную активность на южном полюсе одного из спутников газового гиганта: из-подо льда небольшой (500 километров) луны Энцелада вырывались струи паров воды. Гейзеры извергаются из четырех параллельных разломов, прозванных тигровыми полосами. Тогда астрономы открыли на спутнике предполагаемый океан жидкой и соленой воды.

Однозначного ответа на вопрос о том, откуда берутся струи гейзеров, нет. Есть две гипотезы: либо вода черпается напрямую из подповерхностного океана в минуты, когда приливное действие раскрывает трещины «тигровых полос», либо образуется при трении ледяных створок, опять же, из-за приливных сил.

Первое предположение считается наиболее вероятным, поскольку подтверждает наличие океана на Энцеладе, а извергаемый в космос лед содержит соли, в то время как ледяная оболочка спутника считается пресной.

Схема кашеобразной области вокруг тигровых полос Энцелада (слева) и состава оболочки Энцелада, демонстрирующая трение при ударном скольжении вдоль разлома «тигровой полосы». При сдвиговом нагреве на разломе образуется кашеобразная зона соленой воды вокруг кристаллов льда, которая является источником жидкости гейзера. Более темные цвета за пределами кашеобразной зоны качественно соответствуют более высокому ожидаемому содержанию соли (справа) / © Geophysical Research Letters, Colin R. Meyer et al.

Но при каких обстоятельствах выбросы гейзеров могут оставаться солеными без связи с глобальным океаном Энцелада? Такую задачу недавно решили планетологи из США, Франции и Великобритании. Их двухмерная модель предполагает, что на границе вода-лед есть прослойка, где вода существует в твердой и жидкой фазах одновременно. Такая область объясняет разнородный состав шлейфа от этих извержений, долетающего до кольца Е Сатурна, оно предпоследнее по расстоянию от центра планеты. Новое исследование опубликовал журнал Geophysical Research Letters.

Разнородность гейзерных выбросов, вызывающая вопросы, состоит в том, что выброшенные в космос зерна льда как соленые, так и бессолевые. Еще в их составе присутствуют метан, углекислый газ, молекулярный водород, а также водяной пар и органика. Именно эти вещества создают из ледяного Энцелада кандидата на обитаемость. Правда, как показали свежие модели, ее выброс вовне крайне маловероятен, океан луны, скорее всего, разделен на слои. И, возможно, «Кассини» ошибся, изучая состав шлейфа. А может, обнаруженная тогда органика вовсе не от спутника Сатурна.

Каньоны на ледяной поверхности Энцелада крупным планом в представлении художника — оригинальное фото с воздуха над Гранд-Каньоном в Аризоне, США / © Wikimedia Commons, Kevin Gill.

Тем не менее одновременное присутствие как соленых, так и пресных льдин, выброшенных гейзерами Энцелада, указывает на неоднородную среду, напоминающую, например, замерзание морской воды возле ледников. Специалисты смоделировали температурный режим, наиболее вероятный для зоны соприкосновения жидкой энцеладовой воды с ледяной оболочкой, а также рассчитали соленость океана и льда (потенциально там много поваренной соли NaCl). Область воспроизводили в отдельно взятой трещине «тигровых полос».

Пограничная зона представляет собой «ледовую кашу», где вода находится в двух агрегатных состояниях: жидком и твердом. Резервуар этой воды, по мысли исследователей, может располагаться внутри ледяного панциря спутника. Приливные силы вызывают трение между стенами трещин. В результате плавится лед, и, согласно термодинамической модели авторов статьи, так образуется разнородный «рассол». Холодная доля оседает на дно, а более теплая и пресная поднимается ближе к трещинам.

Стоит сказать, что морская вода замерзает при минус 1,8 °C, а пресная — при нуле. Таким образом, соль скапливается в нижней части «ледовой каши». Вследствие такой циркуляции при раскрытии трещин наружу выбрасывается поток двухфазной воды спутника. Механизм, когда гейзеры черпают жидкую и твердую воду из смеси «ледовой каши» и «рассола», как отмечают специалисты, объясняет разнородный состав шлейфа, а объемы расчетных извержений соответствуют наблюдаемым — 300 килограммов в секунду. По словам планетологов, количество материала в резервуарах ничтожно мало по сравнению с объемом океана Энцелада, который составляет приблизительно 20 миллионов кубических километров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 09:31
Илья

Биофизики выявили общие закономерности в коллективном движении клеток, которые сохраняются у бактерий, животных и человека. Клетки демонстрируют скрытую симметрию, известную как конформная инвариантность, в своих вихревых узорах. Это открытие указывает на существование универсальных физических принципов, управляющих живой материей.

Вчера, 17:39
Денис Яковлев

Умеренная освещенность спальни за 20 минут перед пробуждением хорошо сказывается на качестве сна. В свою очередь, спать в полной темноте ученые из Японии не рекомендуют: почувствовать себя бодрым будет сложнее.

Вчера, 14:08
Березин Александр

Крупная пустыня Тар в XXI веке показала рост площади листвы на 38%. До сих пор ученые не понимали, какие именно события к этому привели. Индийские исследователи попробовали ответить на этот вопрос, но вряд ли он устроит всех их коллег.

9 апреля
Unitsky String Technologies Inc.

Инженеры компании Unitsky String Technologies Inc. разработали несколько вариантов транспортно-инфраструктурных комплексов, способных значительно улучшить пассажирское сообщение в городах, расположенных по обеим берегам крупных водных артерий. Обычно такие мегаполисы сталкиваются с необходимостью строительства дорогих капитальных сооружений — шоссейных мостов, что не всегда подъемно для городского бюджета. Решение белорусских инженеров куда менее ресурсоемкое. Для примера возьмем Ростов-на-Дону, где есть запрос на устойчивое сообщение между левобережной частью города с историческим центром.

9 апреля
Березин Александр

Астроном Дэвид Киппинг использовал данные по последнему общему предку всего живого, чтобы сделать неожиданный вывод: жизнь возникла на нашей планете очень рано и самостоятельно, а не была занесена извне. Если это так, то ее возникновение должно быть достаточно частым событием. По крайней мере, на экзопланетах, по параметрам близким к Земле.

Вчера, 09:31
Илья

Биофизики выявили общие закономерности в коллективном движении клеток, которые сохраняются у бактерий, животных и человека. Клетки демонстрируют скрытую симметрию, известную как конформная инвариантность, в своих вихревых узорах. Это открытие указывает на существование универсальных физических принципов, управляющих живой материей.

8 апреля
Березин Александр

До 13 тысяч лет назад в Северной Америке жил вид, который ученые до недавнего времени считали волком. Компания Colossal Biosciences объявила о возрождении этого вымершего вида, но биологические детали ставят ее заявление под серьезное сомнение.

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

2 апреля
Березин Александр

Известный американский отраслевой обозреватель Эрик Бергер взял интервью у экипажа космического корабля Boeing, из-за технических проблем которого два астронавта задержались на орбите на девять месяцев вместо одной недели. Детали, которые они озвучили, указывают на серьезные проблемы Starliner, о которых ранее умалчивали. Люди провели немало времени при глубоко нештатной температуре. При слегка другом сценарии миссии экипаж корабля мог погибнуть. Официальные заявления NASA и Boeing сразу после июньского полета к МКС, судя по интервью, были заведомо неправдивыми.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно