Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astrobiologové přišli na nový způsob, jak určit teplotu oceánů na základě tloušťky jejich ledových skořápek. Metoda by měla být využitelná pro řadu ledových světů bez toho, abychom se k oceánu museli přímo fyzicky provrtat.
Dostupná data ukazující změny tloušťky ledu již umožňují předpověď pro horní oceán Enceladu a plánovaný orbitální průzkum ledového pláště Europy, který provádí mise NASA, by pak totéž mělo nabídnout i pro tento měsíc Jupiteru.
Vědci navrhují, že proces „čerpání/pumpování ledu“ (ice pumping), který pozorovali pod antarktickými ledovými šelfy, pravděpodobně formuje spodní strany ledových vrstev Europy a Enceladu, ale měl by fungovat i na Ganymedu a Titanu.
Autoři studie ukazují, že teplotní rozmezí, kde dochází k interakci ledu a oceánu – důležité oblasti, kde může docházet k výměně složek potřebných pro život (organické látky dopravené na povrch kometami by s etakto dostaly do oceánu) – lze vypočítat na základě sklonu ledové „skořápky“ a změn bodu tuhnutí vody při různých tlacích a salinitě.
„Pokud se nám podaří změřit rozdíly v tloušťce těchto ledových skořápek, budeme schopni určit teplotu oceánů,“ uvedla spoluautorka nové studie Britney Schmidt z Cornell University.
V roce 2019 vědci pomocí dálkově ovládaného robota Icefin pozorovali pumpování ledu v trhlině pod Rossovým šelfovým ledovcem v Antarktidě. Hladký a zakalený led u základny šelfu roztál a vytvořil čerstvější, méně hustou vodu, která stoupala vzhůru trhlinou a znovu zamrzala jako drsný, zelený mořský led. Proces je řízen tím, že bod tuhnutí vody nepřímo závisí na tlaku: S rostoucí hloubkou a tlakem musí být voda chladnější, aby se mohla rozpínat (led má nižší hustotu než kapalná fáze) a zmrznout. V hlubinách, kde je tlak vyšší a bod tuhnutí nižší, mohou oceánské proudy snadněji led rozpouštět. Pokud je roztátá ledová voda vztlaková a stoupá do menších hloubek a nižšího tlaku, opět zamrzá. Tento cyklus přerozděluje část ledu a mění jeho složení a strukturu.
Výzkumníci zmapovali rozsahy potenciální tloušťky pláště, tlaku a slanosti pro oceánské světy s různou gravitací a dospěli k závěru, že k pumpování ledu dojde v nejpravděpodobnějších scénářích, i když ne ve všech. Domnívají se také, že interakce mezi ledem a oceánem na Europě může být podobná té, která byla pozorována pod Rossovým šelfovým ledovcem.
Sonda NASA Cassini získala údaje dostatečné k tomu, aby bylo možné předpovědět teplotní rozmezí pro oceán na Enceladu na základě sklonu jeho ledového pláště od pólů k rovníku.
Autoři studie očekávají, že čerpání ledu bude na malém Enceladu slabé, zatímco na větší Europě (téměř o velikosti pozemského Měsíce) podle jejich předpokladu působí tento proces rychle/intenzivně a vyhlazuje a zplošťuje základnu ledového krunýře.
Cirkulace ledu („pumpování“) ledovou skořápkou. (1) Voda s vysokou salinitou (HSSW, high salinity shelf water) vzniká při bodu tuhnutí na povrchu (Tf = -1,9 °C), když se solanka vyvržená při růstu mořského ledu mísí s vodním sloupcem. (2) HSSW je hustá ve srovnání s okolní mořskou vodou, takže klesá dolů a její část cirkuluje pod ledovým příkrovem do zóny, kde je nyní teplá ve srovnání s bodem tuhnutí, který je snížen vyšším tlakem. (3) Sladká voda z tání, která vzniká při nižším bodu tuhnutí, se mísí s vodou z ledové skořápky, čímž vzniká méně slaná, chladnější a relativně vztlaková voda z ledové skořápky (ISW, ice shelf water). (4) Jak ISW stoupá vzhůru, zvyšuje se bod tuhnutí a úměrně tomu klesá tepelný pohon. Při dostatečném poklesu tlaku dochází k přechlazování a tvorbě ledu, který se může hromadit do stovky metrů silných vrstev mořského ledu u původního ledovce. Credit: Journal of Geophysical Research: Planets (2024). DOI: 10.1029/2023JE008036
(poznámka PH: No, úplně srozumitelné to bohužel (subjektivně) není.
J. D. Lawrence et al, Ice‐Ocean Interactions on Ocean Worlds Influence Ice Shell Topography, Journal of Geophysical Research: Planets (2024). DOI: 10.1029/2023JE008036
Zdroj: Cornell University / Phys.org, přeloženo / zkráceno
