یک اقیانوس یخ زده در منظومه شمسی پیدا شد - لوکو

به گزارش ایسنا، آتشفشان یخی قمر بزرگ کارون یا شارون (Charon) سیاره پلوتو و بروز یک کمربند شکستگی روی سطح آن ممکن است ناشی از یک اقیانوس یخ زده زیرسطحی باشد که از میان یک پوسته یخی نازک فوران نموده است.

مدل سازی های رایانه ای نو نشان می دهند که وقتی اقیانوس داخلی شارون منجمد می گردد، می تواند فرورفتگی های عمیق و طولانی را در امتداد وسط آن ایجاد کند، اما از سویی می تواند به این معنا باشد که پوسته بیرونی، نازک تر از آن چیزی است که در حال حاضر پیش بینی می گردد. بعلاوه، این مدل سازی ها نشان می دهند که فوران یخ، آب و مواد دیگر از یخ فشان ها (Cryovolcanoes)، در نیم کره شمالی شارون کمتر است.

هنگامی که فضاپیمای نیو هورایزنز (New Horizons) ناسا در سال 2015 از منظومه پلوتو-شارون بازدید کرد، ویژگی های زمین شناسی یخی شارون برای دانشمندان شوکه نماینده بود، زیرا آن ها پیشتر معتقد بودند که شارون، یک گوی یخی بی حرکت است. از آن موقع، یک گروه علمی به سرپرستی پژوهشگران موسسه تحقیقات جنوب غربی (SwRI) در حال آنالیز داده های نیو هورایزنز هستند و سعی دارند دلیل این ویژگی های زمین شناسی منجمد را کشف نمایند.

آلیسا رودن (Alyssa Rhoden)، پژوهشگر موسسه تحقیقات جنوب غربی و متخصص ژئوفیزیک قمر های یخی، به ویژه قمر هایی است که میزبان اقیانوس های خود هستند. رودن در خصوص این پژوهش گفت: ترکیبی از تفاسیر زمین شناسی و مدل های تکامل مداری-حرارتی نشان می دهد که شارون احتمالا یک اقیانوس مایع زیرسطحی داشته که در نهایت یخ زده است. وقتی یک اقیانوس داخلی یخ می زند، منبسط می گردد و تنش های زیادی را زیر پوسته یخی خود ایجاد می نماید که به آب زیر سطح فشار می آورند. ما گمان کردیم که همین موضوع، منشا ایجاد ژرف دره ها (Canyon) و جریان های یخ فشان شارون بوده است.

رودن، نحوه شکل گیری شکستگی های پوسته یخی شارون در اثر یخ زدن اقیانوس زیر آن را مدل سازی کرد تا تکامل سطح و درون این قمر را بهتر درک کند. اقیانوس های مورد استفاده در مدل سازی ها از آب، آمونیاک و ترکیبی از این دو تشکیل شده بودند. اگرچه آمونیاک می تواند نقش ضدیخ را داشته باشد و افزایش غلظت آن می تواند به حفظ بلندمدت اقیانوس های مایع یاری کند، اما رودن دریافت که ترکیب های متفاوت اقیانوس، تأثیر قابل توجهی را بر نتایج آن ها ندارد.

مدل سازی نشان داد که وقتی اقیانوس یخ زده به پوسته بیرونی شارون فشار وارد می نماید، باعث می گردد که شکستگی ها به کل پوسته نفوذ نمایند. با افزایش حجم اقیانوس، فشاری بر مایع وارد می آید و باعث می گردد که به وسیله شکستگی ها به سطح شارون فوران کند.

این گروه پژوهشی در پی شرایطی بودند که به شکستگی ها امکان می دهد تا به طور کامل به پوسته یخی شارون نفوذ نمایند و آب های سطحی و زیرسطحی را به هم پیوند دهند تا یخ فشان های نشات گرفته از اقیانوس ایجاد شوند. این نتیجه نشان داد که نظریه های کنونی پیرامون تکامل قمر پلوتو ممکن است نادرست باشند، زیرا این نظریه ها نشان می دهند که پوسته های یخی شارون، بسیار ضخیم تر از آن هستند که به طور کامل به وسیله تنش های مرتبط با انجماد اقیانوس ها شکسته شوند.

رودن ادامه داد: یا ضخامت پوسته یخی شارون در زمان وقوع جریان ها، کمتر از 10 کیلومتر و برخلاف بیش از 100 کیلومتر بود که نشان داده شده یا سطح به عنوان بخشی از فرآیند فوران، در ارتباط مستقیم با اقیانوس نبود. اگر پوسته یخی شارون آن قدر نازک بود که به طور کامل شکافته گردد، یخ زدگی اقیانوس ها را به طور قابل توجهی بیشتر از آنچه در ژرف دره های شناسایی شده شارون دیده می شوند، نشان می داد.

این ژرف دره ها در امتداد کمربند تکتونیکی برآمدگی های سراسر شارون قرار دارند و منطقه ها شمالی و جنوبی قمر را از هم جدا می نمایند. مدل سازی این گروه پژوهشی نشان می دهد که ژرف دره ها ممکن است از شکستگی هایی در پوسته یخی قمر شروع شده باشند که به اقیانوس آن نمی رسند. این بدان معناست که پس از شکستگی های ناشی از سرمازدگی و زمانی که پوسته قمر شارون ضخیم شده بود، شکل گرفته اند.

اگر ماموریت آینده بتواند ویژگی های گسترده تری را در نیم کره قمر مشاهده کند، این ایده را که فوران یخ فشان شارون از یک اقیانوس یخ زده سرچشمه می گیرد، می توان تایید کرد. این ویژگی ها که با نیو هورایزنز مشاهده نشده اند، از این ایده حمایت می نمایند که اقیانوس شارون عمیق تر از حد انتظار و پوسته آن نازک تر است.

رودن گفت: انجماد اقیانوس، دنباله ای از فعالیت های زمین شناسی را نیز پیش بینی می نماید که در آن، یخ فشان های نشات گرفته از اقیانوس، پیش از ایجاد تکتونیسم متوقف می شوند. تجزیه و تحلیل دقیق تر سوابق زمین شناسی شارون می تواند به معین این موضوع یاری کند که آیا چنین سناریویی قابل اجرا است یا خیر.