На Энцеладе существуют океанические течения, аналогичные земным

Согласно новому анализу слоя льда, покрывающего глобальные океаны спутника Сатурна, похоже, что там существуют течения, очень похожие на земные. Если это так, это означает, что океаны Энцелада могут быть неоднородными.

Энцелад постепенно выдает свои секреты. Впервые мы рассмотрели его в 1981 году, когда «Вояджер-2» пролетел мимо, направляясь к внешней части Солнечной системы. На изображениях зонда был обнаружен небольшой шар льда с высокой отражающей способностью, всего 500 километров в диаметре, испещренный кратерами и покрытый длинными трещинами и горными хребтами, что свидетельствует о геологической активности.

Затем, в 2010 году, зонд «Кассини» обнаружил гейзеры жидкой воды, разбрызгивающейся из трещин в ледяной оболочке Энцелада — свидетельство того, что космическое тело не было полностью покрыто льдом, а скрывало жидкий соленый океан.

Сочетание жидкой воды и трещин во льду помогло ученым понять, как работает Энцелад. Когда Энцелад движется по своей эллиптической 1,37-дневной орбите вокруг Сатурна, меняющиеся гравитационные силы притягивают и растягивают Луну. Это напряжение вызывает внутреннее нагревание и геотермальную активность, а также создает трещины на поверхности льда.

Благодаря внутреннему обогреву океан внутри остается жидким, и разбрызгивается через трещины в виде гейзеров, которые падают на поверхность и снова замерзают. Это внутреннее нагревание также будет генерировать вертикальные конвекционные потоки — аналогичные тем, которые наблюдаются на Земле — отправляя более теплую воду вверх, где она остывает, прежде чем снова вернуться вниз.

Однако, поскольку Энцелад настолько отличается от Земли, неясно, могут ли его океаны быть похожими и в других отношениях. Океаны Земли в среднем имеют глубину 3,7 км. Океаны Энцелада глубиной не менее 30 километров и покрыты льдом толщиной 20 километров.

На самом деле мы не можем видеть, что происходит в этом океане, но во льдах есть зацепки. Мы знаем, что лед на полюсах значительно тоньше, чем на экваторе, и гораздо тоньше на южном полюсе, где извергаются лунные гейзеры. Это, по мнению группы исследователей во главе с геофизиком Аной Лобо из Калифорнийского технологического института, предполагает, что в океане внизу происходит нечто более сложное, чем просто вертикальная конвекция.

Более тонкий лед — вероятно, неудивительно — вероятно, связан с более сильным таянием, а более толстый лед — с более сильным замерзанием. Это означает, что там, где лед толще, океан более соленый, поскольку замерзает только вода, а большая часть солей возвращается обратно в воду. Это делает воду подо льдом плотнее, поэтому она опускается на дно океана.

В регионах таяния происходит обратный процесс. Вода более пресная и менее плотная, поэтому остается наверху. На Земле, это приводит к возникновению течения «конвейерной ленты». Вода замерзает на полюсах, более плотная и соленая вода опускается на дно и течет по направлению к экватору, в то время как теплые воды с экватора текут к полюсам, где они замерзают, что приводит к опусканию плотной холодной соленой воды и так далее.

Команда разработала компьютерную модель Энцелада, частично основанную на нашем понимании течений и обнаружила, что подобный поток может воспроизводить наблюдаемую на спутнике толщину льда.

Сейчас неясно, есть ли на Энцеладе жизнь. Он очень далеко от Солнца, но из-за внутреннего геотермального нагрева может иметь хемосинтетические пищевые сети, аналогичные тем, которые встречаются вокруг гидротермальных источников в глубинах океанов Земли. Если в океанах Энцелада прячется жизнь, выводы команды могут помочь нам выяснить, где ее найти.

Мы знаем, что воды Энцелада соленые; вода, полученная Кассини из гейзеров, показала это. Если команда права, уровень соли в этих гейзерах может быть на самом деле ниже, поскольку они выбрасываются из области таяния, а воды вокруг экватора могут быть более солеными.

Мы также знаем, что океанские течения на Земле играют роль в распределении питательных веществ. Более глубокое знание уровней солености и распределения питательных веществ поможет выделить районы Энцелада, которые будут наиболее пригодными для жизни в том виде, в которой мы ее знаем.

Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.