«На Земле извержения, как правило, не продолжаются долго», — сказал Эдвин Кайт, доцент геофизических наук в Калифорнийском университете в Чикаго. «Когда вы действительно видите извержения, которые продолжаются долгое время, они будут локализованы в несколько трубчатых извержений с большим интервалом между ними».Но Энцелад, у которого, вероятно, есть океан под ледяной поверхностью, каким-то образом сумел прорасти множественные трещины вдоль своего южного полюса.
Эти «тигровые полосы» испускали пар и крошечные частицы инея непрерывно по всей своей длине в течение десятилетий, а возможно, и намного дольше.«Это загадка, объясняющая, почему система трещин не забивается собственным инеем», — сказал Кайт. «И это загадка, чтобы объяснить, почему энергия, удаляемая из грунтовых вод в результате испарительного охлаждения, не покрывается льдом».
Что необходимо, так это источник энергии для уравновешивания испарительного охлаждения. «Мы думаем, что источник энергии — это новый механизм приливной диссипации, который ранее не рассматривался», — сказал Кайт. Кайт и Аллан Рубин из Принстона представляют свои выводы на неделе 28 марта в Раннем выпуске Слушаний Национальной Академии Наук.«Я был очень рад увидеть эту новую работу Кайта и Рубина, которая выдвигает на первый план процесс, который ускользнул от внимания: закачка воды в глубокие трещины южного полярного ледяного панциря и из них под действием приливов», — сказала Кэролайн.
Порко, руководитель группы специалистов по визуализации Кассини и ведущий ученый в изучении Энцелада.Астробиологический экспериментЭнцелад, который Кайт называет «возможностью для лучшего астробиологического эксперимента в Солнечной системе», является ведущим кандидатом на внеземную жизнь.
Данные Кассини убедительно показали, что криовулканические шлейфы Энцелада, вероятно, происходят в океанической среде, благоприятной для биомолекул.Криовулканизм также мог сформировать поверхность Европы, одной из лун Юпитера. «Поверхность Европы во многом похожа на поверхность Энцелада, и поэтому я надеюсь, что эта модель будет полезна и для Европы», — сказал Кайт.Одной из проблем, которая привлекла Кайта и Рубина, была аномальная приливная реакция на извержения Энцелада.
Извержения достигают своего пика примерно на пять часов позже, чем ожидалось, даже с учетом 40 минут, необходимых извергнутым частицам, чтобы достичь высоты, на которой Кассини может их обнаружить. Другие ученые ранее предлагали причины задержки, которые включали задержку извержений, а также мягкий, медленно реагирующий ледяной панцирь.
«Новое предложение — действительно способ отсрочить извержение. Вам действительно не нужно предлагать какой-либо ужасно мягкий ледяной панцирь, чтобы сделать это», — сказал Порко.Кайт и Рубин также хотели знать, почему Энцелад поддерживает базовый уровень криовулканической активности, даже когда он находится в той точке своей орбиты, где трещины должны закрыться и ограничить извержения. Другие ключевые вопросы: почему вулканическая система вырабатывает пять гигаватт энергии, а не намного больше или намного меньше?
Почему извержения не замерзают и не замерзают?Модель Kite-Rubin водопроводной системы Энцелада, кажется, отвечает им всем.
Их модель состоит из серии почти параллельных вертикальных щелей, которые простираются от поверхности до воды внизу. Они применили приливные напряжения Сатурна к своей модели на настольном компьютере и наблюдали за тем, что произошло.
Сложная часть«Единственная сложная часть в количественном отношении — это вычисление упругих взаимодействий между различными прорезями и изменяющимся уровнем воды внутри каждого слота в качестве реакции на приливное напряжение», — пояснил Кайт. Ширина прорезей влияет на то, насколько быстро они могут реагировать на приливные силы.
Благодаря широким прорезям извержения быстро реагируют на приливное воздействие. В случае узких щелей извержения происходят через восемь часов после того, как приливные силы достигают своего пика.
«Между ними есть золотая середина», — сказал Кайт, где приливные силы превращают движение воды в тепло, генерируя достаточно энергии, чтобы вызвать извержения, соответствующие наблюдаемому пятичасовому отставанию. Порко назвал это «лучшим, что я думал об этой новой работе».Приливная перекачка нагревает воду и ледяной панцирь за счет турбулентности. Кайт и Рубин предположили, что новые данные Кассини могут проверить эту идею, выявив, является ли ледяной панцирь в южном полярном регионе теплым.
«Если новый механизм является основным источником тепла, исходящего от трещин, то южный полярный лед между трещинами на самом деле может быть холодным», — сказал Порко. «Жюри еще не решено до тех пор, пока не будут полностью проанализированы результаты последних облетов Энцелада в прошлом году».Кайт и геофизические науки из Чикаго Профессор Дуглас Макайил заинтересован в изучении земного аналога гейзеров Энцелада.
На участке шельфового ледника Росса в Антарктиде образовалась трещина, частично оторвавшая его от континента.«В этой трещине наблюдается сильный приливный поток, поэтому было бы интересно посмотреть, что делает настоящий ледяной щит в среде, аналогичной с точки зрения амплитуды напряжений и температуры льда», — сказал Кайт.