Астрономія
Астрономія

Підповерхневий океан Енцелада може містити течії

Дослідники створили динамічну модель підповерхневого океану супутника Сатурна Енцелада, про що вони пишуть у журналі Nature. Астрономи роблять висновок, що у полярних областях океану існують шари води з низькою солоністю, що і призводить до меридіональних течій.

NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Яким є океан Енцелада?

Океан Енцелада найкраще охарактеризований та потенційно найдоступніший серед підповерхневих океанів Сонячної системи. На південному полюсі цього супутника Сатурна існують так звані тигрові смуги — розломи, з яких вириваються активні шлейфи води. Аналізуючи ці викиди за допомогою апарата «Кассіні», а також гравітацію і обертання Енцелада, вчені дійшли висновку, що під його кригою існує глобальний океан. Частинки та гази, зібрані зі шлейфів південного полюса, вказують на органічні речовини у океані та дозволяють припустити, що він має помірковано високий рівень кислотності та може підтримувати виробництво метану, тобто у ньому може відбуватися геотермальна активність.

Що досліджували вчені?

Неоднорідність крижаної оболонки Енцелада дослідники вважають доказом того, що локалізовані області замерзання і танення на межі між океаном та кригою змінюють густину океану за допомогою теплообміну і потоків прісної та солоної води. Цей сценарій аналогічний океанам з високих широт Землі, де коливання плавучості поверхні внаслідок взаємодії з морським льодом та крижаними шельфами контролює великі течії. Швидкість океанічних потоків з різною густиною впливає на структуру та силу течій. Дослідники використали цей підхід, щоб змоделювати течії в океані Енцелада. Вони аналізували чутливість структури циркуляції океану у відповідь на зміну його характеристик, таких як збільшення поверхневої плавучості та перемішування мас води, у тому числі й під впливом шлейфів.

Про що вони дізналися?

Моделювання показало, що у полярних регіонах шар криги тонший, тоді як у нижчих широтах активно формується лід. У результаті вода в полярних регіонах більш прісна. Дослідники припускають, що низька густина шарів води там, де лід найтонший,сприяє утворенню меридіональних течій у напрямку з полюсів до екватора. Коефіцієнт теплового розширення води в океані має бути дуже малим, тому відмінності у солоності є домінуючим джерелом варіацій густини різних шарів води. Так, якщо припустити, що океан має середню солоність, яка дорівнює або перевищує солоність його нижчих шарів, то ділянка прісної води, яка живить поверхневі шлейфи, мала б солоність як мінімум на два грами на кілограм нижчу середнього значення.

Такі течії також впливатимуть на розподіл поживних речовин у океані. Таким чином, розподіл потоків прісної води на межі між океаном та льодом може вказувати, в яких регіонах крижаного світу присутні ресурси для потенційного життя.

Нещодавно на Енцеладі виявили молоду кригу. Детальніше про цей супутник та інші тіла Сонячної системи, що містять рідку воду під своєю поверхнею, можна почитати у нашому матеріалі «Прихований океан. Чи може виникнути життя у воді під крижаним панциром?»