Pod lodem tych księżyców mogą wrzeć oceany. Jak to możliwe?
W zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego, w otoczeniu gazowych i lodowych olbrzymów znajduje się mnóstwo lodowych księżyców. Ich zewnętrzny wygląd może jednak mylić. O ile bowiem na zewnątrz widzimy tylko lodową skorupę, o tyle pod tą skorupą mogą znajdować się wrzące oceany.
Miranda
Geologia lodowych księżyców nie opiera się w żaden sposób na skałach, a na wodzie i lodzie. Zespół naukowców kierowany przez Maxa Rudolpha z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis przeanalizował, jak długotrwałe zmiany spowodowane przez ogrzewanie pływowe wpływają na grubość skorupy lodowej oraz zachowanie znajdujących się pod nimi oceanów ciekłej wody. Badacze wskazują, że stale cykle zmiennej intensywności ogrzewania mogą na zmianę topić i pogrubiać lód.
Autorzy nowego opracowania rozważali wcześniej scenariusz, w którym skorupa lodowa stopniowo zwiększa swoją grubość. Ponieważ lód ma większą objętość niż ciekła woda, zamarzanie od zewnątrz zwiększa ciśnienie wewnątrz podpowierzchniowego oceanu. To mogłoby tłumaczyć tzw. pasy tygrysie na Enceladusie, czyli obszar, w którym naprężenia wypychają i rozrywają lód, tworząc charakterystyczne pęknięcia i strefy aktywności.
Teraz jednak badacze przeanalizowali sytuację odwrotną, w której lód tworzący księżyc topnieje od wnętrza. Kiedy lód przechodzi w mniej gęstą wodę, lokalne ciśnienie spada. Wyliczenia zespołu wskazują, że na najmniejszych obiektach, takich jak Mimas, Enceladus czy Miranda, spadek ciśnienia może sięgnąć punktu potrójnego, w którym współistnieją lód, woda i para. W takich warunkach podlodowy ocean może przejściowo „wrzeć”.
Zdjęcia Mirandy z sondy Voyager 2 ukazują obszary grzbietów i urwisk nazywane koronami. Badacze sugerują, że to właśnie wrzenie oceanu w fazach obniżonego ciśnienia mogłoby sprzyjać powstawaniu tych niezwykłych struktur.
Mimas ma mniej niż 400 km średnicy i jest gęsto usiany kraterami, spośród których wyróżnia się przede wszystkim ogromny krater uderzeniowy. Powierzchnia tego konkretnego globu wygląda na geologicznie martwą, ale jej subtelne kołysanie sugeruje obecność oceanu pod lodową skorupą. Według autorów, z uwagi na fakt, że nawet zmniejszająca się grubość skorupy Mimasa nie powinna doprowadzać do pęknięć, obecność oceanu da się pogodzić z brakiem świeżych przejawów aktywności na powierzchni.
Wyniki badań wskazują, że kluczowym do wystąpienia takiego stanu jest rozmiar księżyca. Aby w jego wnętrzu doszło do wrzenia oceanu, musimy mieć do czynienia z małym księżycem. W większych globach tego typu, lodowa skorupa najprawdopodobniej by pękła przed osiągnięciem przez wnętrze punktu potrójnego.
