Tiempo extraordinario, el agua fría del océano se filtra en el núcleo poroso de la luna. Las bolsas de agua que penetran profundamente en el interior se calientan por el contacto con la roca en el interior calentado por las mareas y posteriormente se elevan debido a la flotabilidad positiva. lo que lleva a una mayor interacción con las rocas. El calor depositado en el límite entre el lecho marino y el océano alimenta los respiraderos hidrotermales. El calor y las partículas rocosas se transportan a través del océano, desencadenando una fusión localizada en la capa de hielo de arriba. Esto conduce a la formación de fisuras, desde donde se expulsan al espacio chorros de vapor de agua y las partículas rocosas del fondo marino. En el gráfico, el 'corte' interior es un extracto de un nuevo modelo que simula este proceso. El resplandor naranja representa las partes del núcleo donde las temperaturas alcanzan al menos 90 ° C. El calentamiento de las mareas debido a la fricción que surge entre las partículas en el núcleo poroso proporciona una fuente clave de energía, pero no se ilustra en este gráfico. El calentamiento de las mareas se debe principalmente a la atracción gravitacional de Saturno. Crédito:Superficie:NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute; interior:LPG-CNRS / U. Nantes / U. Angers. Composición gráfica:ESA
Se podría generar suficiente calor para impulsar la actividad hidrotermal dentro de Encelado, la luna oceánica de Saturno durante miles de millones de años, a través de la fricción de las mareas si la luna tiene un núcleo muy poroso. un nuevo estudio encuentra, trabajando a favor de la luna como un mundo potencialmente habitable.
Un artículo publicado en Astronomía de la naturaleza presenta hoy el primer concepto que explica las características clave de Encelado de 500 km de diámetro observadas por la nave espacial internacional Cassini durante el curso de su misión, que concluyó en septiembre.
Esto incluye un océano salado global debajo de una capa de hielo con un espesor promedio de 20 a 25 km, adelgazamiento a sólo 1–5 km sobre la región del polo sur. Allí, Chorros de vapor de agua y granos helados se lanzan a través de fisuras en el hielo. La composición del material expulsado medido por Cassini incluía sales y polvo de sílice, sugiriendo que se forman a través de agua caliente - al menos 90 ° C - interactuando con la roca en el núcleo poroso.
Estas observaciones requieren una enorme fuente de calor, aproximadamente 100 veces más de lo que se espera que genere la desintegración natural de los elementos radiactivos en las rocas de su núcleo, así como un medio para concentrar la actividad en el polo sur.
Se cree que el efecto de marea de Saturno está en el origen de las erupciones que deforman la capa de hielo mediante movimientos de empujar y tirar mientras la luna sigue una trayectoria elíptica alrededor del planeta gigante. Pero la energía producida por la fricción de las mareas en el hielo, por sí mismo, sería demasiado débil para contrarrestar la pérdida de calor vista desde el océano:el globo se congelaría en 30 millones de años.
Como ha demostrado Cassini, la luna está claramente todavía extremadamente activa, sugiriendo que algo más está sucediendo.
Plumas dramáticas, tanto grandes como pequeños, Rocíe agua helada desde muchos lugares a lo largo de las 'rayas de tigre' cerca del polo sur de Encelado, la luna de Saturno. Las rayas de tigre son fisuras que rocían partículas heladas, vapor de agua y compuestos orgánicos. En esta imagen se pueden ver más de 30 chorros individuales de diferentes tamaños, que es un mosaico creado a partir de dos imágenes de alta resolución capturadas cuando Cassini sobrevoló Encelado ya través de los chorros el 21 de noviembre de 2009. Esta vista se obtuvo a una distancia de unos 14 000 km de Encelado. Crédito:Agencia Espacial Europea
"De dónde Encélado obtiene el poder sostenido para permanecer activo siempre ha sido un misterio, pero ahora hemos considerado con más detalle cómo la estructura y composición del núcleo rocoso de la luna podría desempeñar un papel clave en la generación de la energía necesaria, "dice el autor principal Gaël Choblet de la Universidad de Nantes en Francia.
En las nuevas simulaciones, el núcleo está hecho de no consolidado, fácilmente deformable, roca porosa que el agua puede penetrar fácilmente. Como tal, El agua líquida fría del océano puede filtrarse en el núcleo y calentarse gradualmente a través de la fricción de las mareas entre los fragmentos de roca deslizantes. a medida que se hace más profundo.
El agua circula en el núcleo y luego sube porque está más caliente que los alrededores. Este proceso finalmente transfiere calor a la base del océano en penachos estrechos donde interactúa fuertemente con las rocas. En el lecho marino estos penachos desembocan en el océano más frío.
Se predice que un solo punto de acceso del lecho marino liberará hasta 5 GW de energía, corresponde aproximadamente a la energía geotérmica anual consumida en Islandia.
Estos puntos calientes del fondo marino generan penachos oceánicos que se elevan a unos pocos centímetros por segundo. Las plumas no solo provocan un fuerte derretimiento de la corteza de hielo de arriba, pero también pueden transportar pequeñas partículas del fondo marino, durante semanas o meses, que luego son liberados al espacio por los chorros de hielo.
Es más, Los modelos informáticos de los autores muestran que la mayor parte del agua debería ser expulsada de las regiones polares de la luna, con un proceso descontrolado que conduce a puntos calientes en áreas localizadas, y, por lo tanto, una capa de hielo más delgada directamente encima, coherente con lo que se infirió de Cassini.
Esta secuencia de imágenes de la película es de la última observación dedicada de la columna de Encelado por Cassini. Las imágenes se obtuvieron durante aproximadamente 14 horas mientras las cámaras de Cassini miraban al activo, luna helada. La vista durante toda la secuencia es del lado nocturno de la luna, pero la perspectiva de Cassini de Encelado cambia durante la secuencia. La película comienza con una vista de la parte de la superficie iluminada por la luz reflejada de Saturno y pasa a un terreno completamente sin iluminación. El tiempo de exposición de las imágenes cambia aproximadamente a la mitad de la secuencia, para hacer visibles los detalles más tenues. (El cambio también hace que las estrellas de fondo se vuelvan visibles). Las imágenes de esta secuencia de película se tomaron el 28 de agosto de 2017, utilizando la cámara de ángulo estrecho de Cassini. Las imágenes fueron adquiridas a una distancia de Encelado que cambió de 1,1 millones a 868 000 km. La escala de la imagen cambia durante la secuencia, de 7 a 5 km / píxel. La misión Cassini es un proyecto cooperativo de la NASA, ESA y la Agencia Espacial Italiana. Crédito:Agencia Espacial Europea
“Nuestras simulaciones pueden explicar simultáneamente la existencia de un océano a escala global debido al transporte de calor a gran escala entre el interior profundo y la capa de hielo, y la concentración de actividad en una región relativamente estrecha alrededor del polo sur, explicando así las principales características observadas por Cassini, "dice el coautor Gabriel Tobie, también de la Universidad de Nantes.
Los científicos dicen que las eficientes interacciones roca-agua en un núcleo poroso masajeado por la fricción de las mareas podrían generar hasta 30 GW de calor durante decenas de millones a miles de millones de años.
"Las misiones futuras capaces de analizar las moléculas orgánicas en la columna de Encelado con una precisión mayor que la de Cassini podrían decirnos si las condiciones hidrotermales sostenidas podrían haber permitido que surgiera la vida". "dice Nicolas Altobelli, Científico del proyecto Cassini de la ESA.
Una futura misión equipada con un radar de penetración de hielo también podría limitar el espesor del hielo, y sobrevuelos adicionales, o una nave en órbita, mejorarían los modelos del interior, verificando además la presencia de plumas hidrotermales activas.
"Volaremos instrumentos de próxima generación, incluido el radar de penetración terrestre, a las lunas oceánicas de Júpiter en la próxima década con la misión JUICE de la ESA, que tiene la tarea específica de tratar de comprender la habitabilidad potencial de los mundos oceánicos en el Sistema Solar exterior, "agrega Nicolás.
