Ученые объяснили подогрев Энцелада переносом тепла пористыми недрами

Наука
18:00 11 ноября 2017
7


Способность Энцелада миллиарды лет сохранять тепло и целый океан жидкой воды удалось связать с пористой структурой его недр и действием приливных сил.

Ледяная корка покрывает спутник Сатурна слоем толщиной 20-25 км, который к полюсам истончается до 1–5 км, позволяя струям замерзших частиц, смешанных с водным паром, вырываться сквозь трещины мощными криогейзерами. Состав этих выбросов был проанализирован зондом Cassini, который обнаружил в них и следы обычных силикатных пылинок, появление которых требует довольно высоких температур, не ниже 90 °С. Эти наблюдения указывают на существование мощного источника тепла.
 
Считается, что энергетическую основу геологической активности Энцелада создают два фактора, включая распад радиоактивных элементов в его недрах. Однако этот процесс способен обеспечить лишь считанные проценты необходимой для разогрева спутника энергии. Остальную – заметно большую – часть создает действие приливных сил, которые возникают при движении Энцелада в гравитационном поле гигантского Сатурна. Различные участки спутника притягиваются к нему с разной силой, что создает деформации и силы трения, которые разогревают Энцелад.
 
Однако и этого недостаточно: расчеты показывают, что при этом спутник остыл бы за какие-то 30 млн лет, прекратив геологическую активность, чего никак не наблюдается в действительности. Объяснение этому парадоксу дает новая работа астронома из Нантского университета Гёля Шобле (Gaël Choblet) и его коллег из Европы и США. Их статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
 
В предложенной учеными модели Энцелад содержит легко деформируемое пористое ядро, сквозь которое вода способна проникать. В результате более холодная вода опускается к центру, по мере этого движения подогреваясь приливными силами. Нагревшись, она поднимается выше, до дна подледного океана, где бьет горячими источниками.

По оценке ученых, каждый такой источник способен производить до 5 ГВт энергии, что сравнимо со всеми геотермальными источниками в Исландии. От дна океанов горячая вода поднимается довольно быстро, на скорости несколько сантиметров в секунду, приводя к таянию нижней поверхности ледяной коры. Медленнее движутся приносимые ею частицы песка и других веществ, а их накопленное давление может прорываться гейзерами. По оценке ученых, в таких обстоятельствах приливные силы способны создавать в недрах Энцелада до 30 ГВт энергии на протяжении от десятков миллионов до миллиардов лет.
 
«Наше моделирование объясняет и существование глобального океана крупномасштабным переносом тепла от глубоких недр к ледяной коре, – говорит один из авторов работы Гэбриел Тоби (Gabriel Tobie), – и концентрацию геологической активности в сравнительно небольшой области у южного полюса, то есть основных особенностей Энцелада, замеченных Cassini».

Источник: https://vk.cc/7kx7qF

Вам может быть интересно