Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dá se složení podpovrchového oceánu poznat podle toho, jak vypadá led na povrchu?
Obyvatelnost oceánu na Enceladu závisí na jeho chemickém složení včetně slanosti. Na Zemi sice známe extremofily a rozhodně ne v každém prostředí vhodném pro život musí život také vzniknout, nicméně přece jen nám znalost parametrů vody v nitru Enceladu může z hlediska pravděpodobnosti života pozemského typu dost napovědět.
V příliš slaném prostředí mohou být organické látky různě sráženy nebo jinak denaturovány, čistá voda zase bude hůře reagovat s horninami podloží, čímž by pro život byly hůře dostupné mnohé minerály a limitovány zdroje energie. Slanost také ovlivňuje cirkulaci vody – což ovlivňuje nejen samotnou obyvatelnost, ale i to, jak bychom mohli příslušné signatury života zachytit.
Wanying Kangem z MITu a její kolegové provedli nyní numerické simulace chování podsvětního oceánu na Enceladu v závislosti na slanosti roztoku. Různé chování oceánu by mělo odpovídat zase různým vlastnostem ledové skořápky na povrchu, takže bychom v principu mezi těmito možnostmi mohli dokázat rozhodnout i vzdáleně, bez toho, abychom na Enceladus vyslali sondy kutající pod led nebo alespoň analyzující zmrzlé vývěry na povrchu.
Základ modelů je následující. Na Enceladu budou fungovat dvě hlavní potenciální místa energetických výměn – dotek teplého křemíkové jádra a naopak studeného vrchního ledu. V prvním případě by mělo dojít k vzestupnému proudění, jako když vaříme hrnec vody. Ve druhém případě při zamrzání ledu z něj bude vytlačena sůl a pohyb vody vyvolá rozdílná koncentrace/hustota – hustší slaná voda na povrchu bude klesat do hlubin. K ohřívání ovšem dále přispívají slapové síly (tření ledu/ledu a vody nahoře). Dále se pak vše komplikuje tím, že voda se blízko teploty tání vyznačuje anomálním vývojem hustoty – tedy čistá a relativně málo slaná voda. Slanější voda ale žádnou takto anomální závislostí hustoty na teplotě už nemá a s růstem teploty se už hned nad nulou její hustota snižuje.
Za předpokladu, že zdroje tepla mají vyrovnávat jeho ztráty (odvod tepla přes chladný horní led), pak vycházejí různé modely cirkulace v závislosti na slanosti oceánu. Nejsnáze lze tepelné rovnováhy dosáhnout při střední slanosti (10–30 g rozpuštěných solí na kg roztoku). Tento scénář má navíc odpovídat ledové skořápce tlustší na rovníku, což je navíc v souladu s daty , které zjistila sonda Cassini.
Závěr z toho všeho zní, že ledová skořápka a cirkulace podpovrchového oceánu na ledových měsících by měly fungovat jako propojený systém: oceánská cirkulace redistribuuje teplo a tvaruje ledovou skořápku a na druhé straně mrznutí ledové skořápky / tání a kolísání tloušťky řídí oceánskou cirkulaci. Jedno by mohlo být možné odvodit z druhého. Kdyby to byla pravda, takový model by nám umožnil podstatně rozšířit naše znalosti i u ledových měsíců, které známe podstatně méně než Enceladus.
arXiv:2104.07008v2 [astro-ph.EP] 15 Apr 2021
Zdroj: UniverseToday.com a další
