• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
7 февраля, 15:05
Андрей Папиш
891

«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.
Автор специализируется на популяризации биологии и палеонтологии. Пишет о поведении животных, необычных находках древнего мира. Интересуется всем, что летало, бегало и формировалось миллионы лет.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Сегодня, 15:35
Губкинский университет

Исследования ученых РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина подтвердили, что технология производства авиационного топлива SAF из растительных лигноцеллюлозных отходов позволит снизить выбросы углекислого газа на 75% по сравнению с нефтяным керосином.

Сегодня, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

Сегодня, 08:01
Адель Романова

На стыке трех литосферных плит у Красного моря заметили необычный вулканический процесс: где-то магма поднимается равномерным потоком, где-то — по частям. По мнению геологов, такой «пульс» вызван тем, что в некоторых местах магма с большим трудом пытается пробиться на поверхность.

28 июня, 18:58
Игорь Байдов

За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».

27 июня, 09:47
Авдей Палиш

Снимки с фотоловушек давно стали культурным явлением. Особенно забавными выглядят медведи. Мы с удовольствием смотрим на зверей, попавших в объектив камер в национальных парках: тигр украл фотоловушку, муравьед проехал верхом на муравьеде и так далее. Но не все животные настолько обаятельные. Ученые из США решили развить эмпатию к гремучим змеям, которых многие боятся. Для этого специалисты запустили трансляцию из «мегалогова», где рептилии отдыхают и рожают потомство.

29 июня, 17:23
Людмила Соколова

Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

5 июня, 13:20
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

19 июня, 13:42
ЮФУ

В ЮФУ придумали новый остроумный способ тестировать ИИ на способность работать в реальных ситуациях использования русского языка. Исследователи искусственного интеллекта из МИИ ИМ ЮФУ предлагают использовать интеллектуальные языковые игры, как пример — заставлять ИИ отвечать на вопросы из архива телевикторины «Что? Где? Когда?» и «Своей игры». Инициативу прокомментировал опытный игрок.

[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
Закрыть
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