La luna helada de Saturno se ha considerado durante mucho tiempo un hogar potencial para la vida en nuestro sistema solar. En 2005, la nave espacial Cassini de la NASA descubrió por primera vez columnas imponentes de vapor de agua que estalló en la superficie congelada de la Luna, por ejemplo, y luego se teorizó que estos géiseres provienen de un vastador océano bajo tierra. El líquido del océano, creían los científicos, podría escapar a través de grietas en la corteza helada de la luna.
Los investigadores de Dartmouth College se propusieron comprender exactamente cómo se forman estos géiseres, y finalmente se encontraron sugiriendo que las plumas observadas podrían no provenir de un océano oculto bajo la superficie de la luna. En cambio, el equipo sugiere que el agua en los géiseres podría originarse en el hielo de la superficie derretida en el saturnal Moon, desafiando la idea de que las erupciones están directamente vinculadas al profundo océano subsuperficial y, en última instancia, que Encelado podría apoyar la vida (como la conocemos, al menos).
El equipo cree que hay dos problemas principales con la idea de que las columnas provienen de un océano subterráneo. Primero, sería muy difícil para una grieta cortar todo el camino a través de la espesa concha de hielo de la luna, y en segundo lugar, incluso si una grieta llegó al océano, no está claro cómo el agua de las profundidades de abajo viajaría a través de ella.
Otra posibilidad que los investigadores describen en su artículo es que el calentamiento de corte, el calor generado por la fricción por el frotamiento de hielo contra sí mismo, ocurre a lo largo de “fracturas de tigre” en la cáscara de hielo salado de Encelado.
“Postulamos que el depósito no es necesariamente un océano subsuperficial, sino que podría ser una zona blanda dentro de la cáscara de hielo”, escribieron en su papel. “Una conexión desde la superficie a un depósito todavía se requiere, pero no es necesario que la fractura extienda todo el camino a través del caparazón de hielo”.
La sal dentro de la concha helada de la luna baja el punto de fusión del hielo, al igual que la sal se usa en las carreteras en invierno para evitar que se congelen. Este efecto, combinado con el calor de la fricción a lo largo de las fracturas, crea una mezcla fangosa de hielo parcialmente derretido y agua salada. Según los investigadores, esto podría proporcionar una fuente casi líquida para las columnas vistas en erupción del Polo Sur de Encelado.
Las crestas dobles observadas alrededor de la franja del tigre también pueden proporcionar una línea adicional de evidencia para el calentamiento de corte. “[Previous studies] Describa la formación de doble cresta en satélites helados que se basan en evidencia de la reducción de la nieve de la superficie de la capa de hielo de Groenlandia “, escribieron los autores del estudio.” A medida que el agua líquida se congela en un depósito cercano a la superficie, se expande y impulsa los lados de la grieta verticalmente. La zona blanda que proponemos podría ser una fuente de agua cercana a la superficie y las crestas dobles podrían ser evidencia de ocurrencias de géiser episódicos seguidos de períodos latentes de congelación “.
El equipo también argumenta que la relación de gases identificados en las plumas por Cassiniespecialmente el hidrógeno, podría explicarse suficientemente por la fusión parcial de los clatratos: estructuras de cristal formadas dentro del hielo y roca que pueden atrapar gases. “” El hidrógeno molecular podría quedarse atrapado en clatratos con estabilización de [methane] y [carbon dioxide] o persistir como burbujas de gas arrastradas dentro de la cáscara de hielo, como se encuentra en las capas de hielo en la tierra “, dijeron los autores.
Debido a la volatilidad del hidrógeno, la fusión parcial podría permitir que algunos escapen mientras atrapa dióxido de carbono y metano, lo que conduce a la relación de hidrógeno más alta observada en las plumas. A medida que fluye el hielo, se vuelve a congelar y sufre cambios tectónicos, el hielo salado y los clatratos se reabsorizan a la “zona blanda”, sosteniendo la composición del penacho.
“Con una zona blanda que abastece el material de la columna, la sal, las nanopartículas y los clatratos de gas necesitarían reponerse con el tiempo para mantener los niveles observados por Cassini. Aunque no modelamos los procesos de reposición aquí, es un área de trabajo futuro”, concluyeron los científicos.
El estudio fue publicado El 5 de febrero en la revista GeoPhysical Research Letters.