Моделирование проливает свет на происхождение каньонов на спутнике Плутона Хароне
В 2015 году, когда космический аппарат НАСА «Новые горизонты» столкнулся с системой Плутон–Харон, научная группа под руководством Юго-Западного исследовательского института обнаружила интересные геологически активные объекты.
Доктор Алисса Роден пересмотрела данные, чтобы исследовать источник криовулканических потоков и пояс разломов на Хароне. Новые модели предполагают, что после замерзания внутреннего океана могли образоваться глубокие вытянутые впадины. С меньшей вероятностью это могло привести к извержению криовулканов со льдом, водой и другими материалами в северном полушарии.
«Сочетание геологических интерпретаций и моделей термоорбитальной эволюции подразумевает, что у Харона был подземный жидкий океан, который в конечном итоге замерз», – сказала Роден. – «Когда внутренний океан замерзает, он расширяется, создавая большое напряжение в своей ледяной оболочке и повышая давление на воду внизу. Мы подозревали, что это был источник больших каньонов Харона и криовулканических потоков».
Чтобы лучше понять эволюцию внутренней части и поверхности луны, Роден смоделировала, как в ледяном панцире Харона образовались трещины, когда океан под ним замерз. Исследователи создали модель океана воды, аммиака или их смеси, основываясь на данных о возможном составе. Аммиак может действовать как антифриз и продлевать жизнь океану. Однако результаты существенно не отличались.
Когда трещины проникают через всю ледяную оболочку и выходят в подповерхностный океан, жидкость, находящаяся под давлением из-за увеличения объема недавно замерзшего льда, может проталкиваться через трещины и извергаться на поверхность.
С помощью моделирования ученые попытались определить условия, которые могли бы создать трещины, проникающие в ледяную оболочку Харона. Эти трещины связывают его поверхность и подповерхностные воды, обеспечивая криовулканизм, происходящий из океана. Однако на современных моделях ледяные панцири были слишком толстыми, чтобы полностью треснуть под воздействием напряжения, связанного с замерзанием океана.
Сроки замерзания океана также важны. Синхронные и круговые орбиты Плутона и Харона стабилизировались относительно рано, поэтому приливное нагревание существовало только в течение первого миллиона лет.
«Либо ледяной панцирь Харона был толщиной менее 10 км, когда появились потоки, в отличие от указанных 100 км, либо поверхность не имела прямого сообщения с океаном в рамках процесса извержения», – сказала Роден. – «Если бы ледяной панцирь Харона был достаточно тонким, чтобы полностью треснуть, это означало бы значительно большее замерзание океана, чем указывают каньоны, обнаруженные на северном полушарии Харона».
Трещины в ледяном панцире могут быть начальными точками каньонов, расположившихся вдоль тектонического пояса хребтов. Если бы в полушарии, не отображенном «Новыми горизонтами», были выявлены дополнительные крупные протяженные объекты, или анализ состава мог бы доказать, что криовулканизм Харона произошел из океана, это подтвердило бы идею о том, что его океан был значительно толще, чем ожидалось.
