Vulkáni aktivitás hajthatja az Enceladus gejzírjeit

Cassini-űrszonda adatain dolgozó két független kutatócsoport bizonyítékot talált hőforrások létezésére az Enceladus hold belsejében. Ez tovább növeli annak a lehetőségét, hogy az Enceladus-hoz hasonló jeges holdak alkalmasak lehetnek élet fenntartására. Eredményeiket a héten két neves tudományos folyóirat közölte. 

Az Enceladus gejzírjei a Cassini hamis színes felvételén. Forrás: NASA/JPL

Az már a Cassini-nek köszönhetően évek óta ismert, hogy a Szaturnusz Enceladus holdjának felszínéről állandóan gejzírek törnek ki. A hosszú távú megfigyelések arra utalnak, hogy a hold belsejében egy folyékony vízóceán található, amelyet valószínűleg alulról hőforrások fűtenek. Most a szonda adataiban ez utóbbira találtak bizonyítékot.

Ez azért óriási dolog, mert idáig csak feltételezés volt, hogy az Enceladus vízrétegét hidrotermális tevékenység tartja folyékonyan. A víz, ásványi anyagok és a hő (amely energiát szolgáltat a kémiai folyamatokhoz és folyékony állapotban tartja a vizet) jelenléte pedig nagyon kedvező környezet lehet az élet számára. Hasonló folyamat elméletileg működhet a Jupiter Európé holdján is.

“Ezek az eredmények tovább növelik a lehetőségét, hogy az Enceladus, amely egy felszín alatti óceánnal rendelkezik, alkalmas lehet élőlények számára kedvező környezet fenntartására. Ezeknek a helyszíneknek a vizsgálata a Naprendszerben, ahol az élet számára talán alkalmas, de elég extrém környezetek vannak, közelebb vihetnek minket az “Egyedül vagyunk-e a világegyetemben?” kérdés megválaszolásához.”

- értékelte az eredmények jelentőségét John Grunsfeld, a NASA tudományos küldetésekért felelős vezetője.

Ez az Enceladus-ról készült illusztráció a lehetséges hidrotermális aktivitást mutatja, amely a jégkéreg alatti óceán aljzatán és az alatt mehet végbe, alapul véve a Cassini űrszonda nemrég publikált eredményeit. Forrás: NASA/JPL

Hidrotermális folyamatokról akkor beszélünk, ha a víz beszivárog a kőzetekből álló kéregbe és felhevített, ásványi anyagokban gazdag oldatként tör fel a felszínre. A hidrotermális kürtők igen elterjedtek a Föld óceánjaiban, a leghíresebb példái pedig az 1977-ben felfedezett “fekete füstölgők”.

Hidrotermális kürtők a Csendes-óceánban. Forrás: NOAA

A Nature és a Geophysical Research Letters folyóiratokban megjelent tudományos cikkek szerint az Enceladus-on is hasonló folyamatok működhetnek.

A Nature-ben közzétett cikkben a Cassini által érzékelt mikroszkopikus kőzet szemcsékkel foglalkoztak a kutatók. Az adatok alapos, 4 éves vizsgálata, számítógépes szimulációk és földi kísérletek arra vezették a kutatókat, hogy ezek a kis szemcsék legnagyobb valószínűség szerint akkor keletkeztek, amikor ásványi anyagokban gazdag forró víz találkozott az Enceladus óceánjában található hidegebb vízzel. A magas szilícium tartalmú parányi szemcsék 90 fokos vagy még forróbb vízben keletkeznek.

"Nagyon izgalmas, hogy ezek a kis szemcsék, amelyeket gejzírek repítenek a világűrbe mennyi mindent el tudnak nekünk mondani egy jeges hold óceánjában és az alatt zajló eseményekről”

- mondta el Sean Hsu, a Colorado-i egyetem kutatója, a Nature cikk egyik szerzője.

A Cassini kozmikus por detektorának adatai arra utalnak, hogy ezek a kis szemcsék szilikát ásványokból állnak. A Földön az ilyen kis szilikát szemcsék hidrotermális aktivitás során, nagyon specifikus körülmények közt keletkeznek. Konkrétan akkor, ha forráspont közelében lévő sós, szilikát ásványokban gazdag víz gyorsan lehűl. Pontosan ilyen viszonyok lehetnek az Enceladus óceánjának aljzatán.

A nagyon kis mérete ezeknek a szilikát szemcséknek arra is utal, hogy a képződési helyükről viszonylag gyorsan feljutnak a gejzírekhez. A távolság az óceán aljzat és a felszín közt kb. 50 kilométer, amit a szemcsék néhány hónap alatt tesznek meg. Ha lassabban haladnának, akkor a megfigyeltnél nagyobb szemcséket látnánk.

A kutatók hozzáteszik, hogy a Cassini gravitációs mérései szerint az Enceladus kőzetmagja igencsak porózus, ami lehetővé teszi, hogy az óceánból víz szivárogjon a mélyebb rétegekbe, ami aztán létrehozza a hőforrásokat.

A Geophysical Research Letters-ben publikált második cikk írói szerint lehet, hogy a hőforrások felelősek az Enceladus gejzírjeinél megfigyelt metán gáz képződéséért. Ez a következtetés hosszú távú modellezés eredménye, amelynek a célja az volt, hogy megmagyarázzák a metán nagy mennyiségű a hold déli pólusáról kilövellt anyagban.

Ez az illusztráció a metán lehetséges forrását mutatja, amelyet a Cassini detektált az Enceladus által kilövelt anyagban. Forrás: NASA/JPL

A hold óceánjában várt magas nyomáson klatrátnak nevezett jeges metán zárványok formálódnak, amelyek metán molekulákat zárhatnak magukba. A modellek azt mutatják, hogy ez a folyamat nagyon jó az óceánban felhalmozódó metán eltávolításában. Az egyik lehetőség szerint hidrotermális folyamatok telítik az óceánt metánnal, amely akkor lehet reális, ha a metán gyorsabban keletkezik, mint ahogy a klatrátok magukba tudják zárni. Egy másik lehetőség az, hogy az óceánban jelen lévő metán zárványokat az áramlatok a gejzírekhez viszik, ahol azok kirepülnek a világűrbe és kieresztik a bennük található metánt. Valószínűleg mindkét folyamat szerepet játszik a megfigyelt metán mennyiség kialakításában.

A Cassini először 2005-ben tárta fel, hogy a Szaturunusz Enceladus holdján aktív geológiai folyamatok játszódnak le.

Ekkor fedezte fel a hold déli pólusán lévő gejzírekből származó jégtörmelék nyomait és a gejzírek keletkezési helyén lévő vártnál magasabb hőmérsékletet. A hatékony és gazdag műszerekkel való felszereltségnek köszönhetően ki tudta mutatni, hogy a gejzírek vízjeget, vízgőzt, sókat és egyszerű szerves anyagokat lövellnek a magasba, a felszín relatíve magas hőmérsékletű repedéseiből. A gravitációs mérések egy 10 kilométer mély óceánra engednek következtetni, amely egy 30–40 kilométeres vastagságú jégkéreg alatt található.

Az Enceladus gejzírjei az egyetlenek, amelyek biztosan mintát tudnának adni egy földön kívüli vízóceán belsejéből. Ezek az új eredmények növelhetik az esélyét, hogy a következő egy-két évtizedben egy űrszonda jégdarabkákat hoz vissza a Földre a kilövellt törmelékből.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.