• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.02.2023
Даниил Сухинов
1 241

Ученые объяснили наличие наночастиц «песка» в выбросах Энцелада

5.1

Одна из уникальных отличительных черт Энцелада — гейзеры водяного пара, вырывающиеся из-под белоснежной ледяной поверхности в его южной области. Группа американских исследователей разработала подробную аналитическую модель подповерхностных течений спутника, чтобы наконец объяснить наличие кремниевых наночастиц в водяных выбросах, составляющих основу одного из внешних колец Сатурна.

Гидротермальная активность и гейзеры на модели внутренней структуры южного полюса Энцелада / © NASA/JPL-Caltech / Автор: Euclio Drusus

Энцелад — шестой по величине из 83 спутников Сатурна и один из наиболее загадочных и интересных для изучения тел Солнечной системы. Вся его поверхность покрыта многокилометровым слоем льда, из-за чего он отражает более 80% падающего на него излучения. Под поверхностью спутника расположен глобальный океан соленой жидкой воды, прорывающейся через трещины в ледяной коре южного полярного региона в виде мощных гейзеров.

Аппарат «Кассини», изучавший Сатурн и его спутники с 2004 по 2017 год, провел химический анализ южнополярных шлейфов, составляющих основу внешнего кольца Е шестой от Солнца планеты. Помимо водяного пара, азота, углекислого газа и метана, в выбросах Энцелада обнаружили частицы диоксида кремния (кремнезема) нанометрового размера. Присутствие этих наночастиц означало, что вода, перед тем как ее выбросило из-под поверхности спутника, контактировала с силикатной породой и подвергалась воздействию высоких температур.

И если в общих чертах процесс появления кремнезема в выбросах Энцелада понятен, то какие конкретно механизмы стоят за формированием таких гейзеров — было не до конца ясно. В новой работе группа американских исследователей под руководством ученых из Калифорнийского университета разработала аналитическую модель, описывающую, как за счет приливной деформации в силикатном ядре Энцелада образуются тепловые конвективные потоки, приводящие к наблюдаемым выбросам. Подробные описания модели и результатов ее применения ученые изложили в статье, опубликованной в журнале Communications Earth & Environment.

Давно известно, что активная геология Энцелада подпитывается приливными силами, возникающими при его вращении вокруг Сатурна. Гравитация газового гиганта растягивает и сжимает спутник, деформируя и создавая трение как в ледяной оболочке, так и в пористом силикатном ядре. Из-за этих процессов поверхность Энцелада покрывается трещинами, а ядро, как показало новое исследование, нагревается достаточно для формирования горячих и узких турбулентных зон апвеллинга.

Концептуальное представление конвекционных столбов Тейлора на южном полюсе Энцелада / © Schoenfeld A. M. et al, Communications Earth & Environment, 2023

Эти зоны, представленные в модели в виде так называемых конвекционных столбов Тейлора, имеют цилиндрическую форму и поднимают глубинные воды океана вместе с частицами кремнезема к поверхности, где затем они выбрасываются в космос.

«Наше исследование показывает, что эти потоки достаточно сильны, чтобы подбирать материалы со дна и доставлять их к ледяной оболочке, отделяющей океан от космического вакуума. Трещины, известные как тигровые полосы, что прорезают всю толщу ледяного панциря вплоть до подповерхностного океана, могут служить прямыми каналами для захваченных материалов, выбрасываемых в космос. Энцелад дает нам бесплатные образцы того, что скрыто глубоко в его недрах», — пояснила ведущий автор исследования Эшли Шенфельд (Ashley Schoenfeld), докторант Калифорнийского университета по планетологии.

Помимо наночастиц кремнезема, аппарат «Кассини» обнаружил значительное количество газообразного водорода в шлейфах, генерируемых Энцеладом. Вместе эти два факта представляют убедительные доказательства гидротермальной активности на дне океана. На Земле в аналогичных глубоководных гидротермальных жерлах находят себе пристанище множество живых организмов, которые питаются выделяемыми там минералами.

Будущие космические миссии должны будут собрать больше данных о гидротермальной активности Энцелада, что позволит ученым продолжить изучение физических и химических свойств системы «ядро — океан» и ответить на вопрос о существовании там какой-либо жизни.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
11 часов назад
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

Позавчера, 16:13
ПНИПУ

Ко Всемирному дню пчел биолог и химик Пермского Политеха совместно со специалистом группы предприятий по переработке пчелопродукции «Тенториум» рассказал, зачем пчелам два желудка, почему засахаривается мед и какой у него срок годности на самом деле, чем опасны для человека пчелиные антибиотики и что случится, если насекомые исчезнут.

Позавчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

Позавчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

18 мая
Полина Меньшова

При гипертонии пациентам рекомендуют аэробные тренировки, включающие в себя, например, ходьбу, бег, танцы, езду на велосипеде. Но такая физическая нагрузка положительно влияет на артериальное давление только в вечернее время, выяснили физиологи из Бразилии и США.

19 мая
Александр Березин

Миссия NS-25 стала первой после длительной приостановки полетов New Shepard — полностью многоразового суборбитального носителя и корабля. Джефф Безос, владелец Amazon, 24 года назад создавший компанию Blue Origin, некогда планировал, что этот носитель станет базой для серьезной выручки от космического туризма.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: