قد تكون المحيطات الموجودة داخل الأقمار الجليدية للنظام الشمسي في حالة غليان

قد يكون المحيط الموجود أسفل السطح الجليدي لأقمار النظام الشمسي يغلي، وهذا من شأنه أن يفسر العديد من سماتها الهيكلية.

العمالقة الغازية محاطة بأسراب من الأقمار الجليدية. ومن المعروف أن بعضها، مثل قمر زحل إنسيلادوس، يخفي محيطات من الماء السائل تحت قشرة جليدية. وتعتبر هذه الأجرام السماوية من أكثر الأماكن الواعدة للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.

دراسة جديدة في المجلة علم الفلك الطبيعة بدا، بالمعنى المجازي، مباشرة داخل هذه العوالم لشرح مظهرها.

“نحن نعلم أنه ليس كل هذه الأقمار الصناعية لديها محيطات، لكنها بالتأكيد موجودة على بعضها. نحن مهتمون بالعمليات التي تشكل مظهرها على مدى ملايين السنين. وهذا يسمح لنا بفهم ما هي آثار المحيطات المحتملة على السطح”، كما يقول الجيوفيزياء وعالم الكواكب ماكس رودولف من جامعة كاليفورنيا. جامعة كاليفورنيا في ديفيس، المؤلف الرئيسي للمقال.

جيولوجيا الأقمار الجليدية

من الجبال إلى الزلازل، جيولوجيا سطح الأرض مدفوعة بحركة وذوبان الصخور في أعماق الكوكب. يختلف كل شيء على الأقمار الجليدية: يلعب الماء والجليد الدور الرئيسي هناك.

يتم تسخين هذه الأقمار الصناعية بواسطة قوى المد والجزر من الكوكب الذي تدور حوله؛ كما أنها تؤثر على بعضها البعض، مما يؤدي إلى فترات من الحرارة المرتفعة والمنخفضة. خلال فترات التسخين القوي، تذوب القشرة الجليدية وتصبح أرق؛ وعندما تضعف التدفئة، يتجمد الجليد مرة أخرى ويصبح سميكًا.

لقد درس رودولف وزملاؤه بالفعل ما يحدث عندما تتكاثف القشرة الجليدية. لقد وجدوا ذلك بسبب الجليد أكبر حجما من الماء السائل، والتجميد يخلق ضغطا على القشرة الجليدية، والتي يمكن أن تؤدي إلى تشكيل هياكل مثل “خطوط النمر” على إنسيلادوس.

ولكن ماذا يحدث في الوضع المعاكس، عندما يذوب الجليد من الأسفل؟ وكما خلص الباحثون، في هذه الحالة يمكن للمحيط أن يغلي حرفيًا.

ماذا يحدث عندما تذوب القشرة الجليدية

يحدث هذا بسبب انخفاض الضغط الناتج عن الذوبان. حسب الباحثون أنه على الأقل على أصغر الأقمار الجليدية، مثل ميماس وإنسيلادوس بالقرب من زحل أو ميراندا بالقرب من أورانوس، يمكن أن ينخفض ​​الضغط كثيرًا لدرجة أنه يصل إلى نقطة ثلاثية من الماء – حالة يمكن أن يتواجد فيها الجليد والماء السائل وبخار الماء في وقت واحد.

تُظهر صور ميراندا التي التقطها المسبار الفضائي Voyager 2 مناطق ذات نتوءات وحواف مميزة تسمى التيجان. غليان المحيط يمكن أن يفسرها.

ويبلغ قطر ميماس أقل من 400 كيلومتر، وسطحه مليء بالحفر، بما في ذلك واحدة عملاقة، ولهذا السبب يلقب القمر بـ “نجمة الموت”. ووفقا لرودولف، فإن القمر يبدو جيولوجيا ميتا، ولكن التقلبات الطفيفة في حركته تشير إلى وجود محيط تحت السطح. وبما أن ذوبان القشرة الجليدية ربما لا يؤدي إلى تشققها في ميماس، فقد يكون وجود المحيط مصحوبًا بسطح غير نشط جيولوجيًا.

الحجم مهم

ويلعب حجم هذه الأقمار دورًا رئيسيًا. وفي الأقمار الجليدية الأكبر حجما، مثل تيتانيا (قمر آخر لأورانوس)، فإن انخفاض الضغط بسبب ذوبان الجليد سيؤدي، وفقا لحسابات الفريق، إلى تشقق القشرة الجليدية قبل الوصول إلى نقطة الماء الثلاثية. يعتقد المؤلفون أن جيولوجيا تيتانيا قد تكون نتيجة لقشرة جليدية رقيقة تليها إعادة سماكة.

وخلص رودولف إلى أنه مثلما تساعدنا جيولوجيا الأرض على فهم سبب ظهور كوكبنا بالشكل الذي أصبح عليه بعد مليارات السنين من التغيير، فإن دراسة العمليات داخل الأقمار الجليدية البعيدة تسمح لنا بفهم سبب تكوين سماتها الفريدة.