إنسيلادوس - اكتشافات جديدة. الجزء الثاني'

من بين أقمار زحل، بعد تيتان، أصبح إنسيلادوس القمر الأكثر إثارة للاهتمام من الناحية الجيولوجية. كلما وصل المزيد من الصور، زاد الاهتمام به

درجة حرارة التربة

كما أجرى هيكسيني قياسات لدرجة حرارة الأرض، خاصة في القطب الجنوبي في منطقة "خطوط النمر"، وتم العثور على اختلافات في درجات الحرارة بين المناطق المختلفة والتغيرات مع مرور الوقت. القياسات المذكورة هنا مرتبة ترتيبًا زمنيًا.

1. قياسات بتاريخ 14.7.2005/9/16.5. تم قياس الإشعاع الحراري بأطوال موجية تتراوح بين 84,000-193 ميكرون من مسافة 15 كم. درجة الحرارة عند خط الاستواء 163 درجة مئوية -. درجة الحرارة في القطب الجنوبي أعلى بـ 21 درجة من المتوقع. أثارت القياسات الطيفية احتمال أن تكون المناطق الصغيرة في القطب أكثر دفئًا -XNUMX درجة مئوية. من المحتمل أن تبخر جليد الماء الدافئ نسبيًا قد أدى إلى تكوين سحابة الماء التي تم اكتشافها فوق القطب الجنوبي بواسطة أدوات أخرى للمركبة الفضائية. ومن الصعب تفسير ذلك من خلال التسخين اللاحق الناتج عن تسخين ضوء الشمس للأرض. وتشير التقديرات إلى أنه لا بد من وجود يكون مصدرًا داخليًا للحرارة داخل القمر نفسه(XNUMX).

2. في قياس آخر، تم قياس درجة حرارة -163 درجة مئوية حول القطب الجنوبي. وفي بقية أجزاء القمر كانت درجة الحرارة -198 درجة مئوية (22).

3. كان نطاق درجة الحرارة في منطقة "شرائط النمر" 202 - 187 درجة مئوية. وكلما ابتعدت عن هذه المنطقة، تنخفض درجة الحرارة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن نطاق عدم اليقين يزداد كلما ابتعدت عن "شرائط النمر"، فقد أثارت القياسات احتمال وصول درجة الحرارة في الشرائط الضيقة التي يبلغ عرضها مئات الأمتار على طول "شرائط النمر" إلى 128-4 درجة مئوية. (المصدر 23)

درجات حرارة مرتفعة فوق "خطوط النمر" مئوية°183- مئوية°201-. وهنا أيضًا، يزداد نطاق عدم اليقين في القياس كلما ابتعدت عن المنطقة الأكثر سخونة. وفيما يتعلق بالمناطق الأخرى، كان التقييم أنه في شرائط ضيقة بعرض مئات الأمتار على طول "شرائط النمر"، وصلت درجة الحرارة إلى -128 درجة مئوية (24).

5. وبمقارنة درجات الحرارة بين رصد يوليو 2005 ورصد نوفمبر 2006، اتضح أن الفروق في درجات الحرارة ضئيلة للغاية، مما يدل على أن منطقة القطب الجنوبي ظلت نشطة وأن معظم الحرارة جاءت من "خطوط النمر نفسها" "(25).

6. قياسات بتاريخ 12.3.2008/93/201 في تلم دمشق. تم قياس درجة حرارة -26 درجة مئوية. وفي مناطق أخرى كانت درجة الحرارة أقل من -XNUMX درجة مئوية (XNUMX).

مصادر الحرارة

ومن بين الباحثين، كان هناك من قارن المحيط الجوفي لإنسيلادوس ببحيرة فوستوك المحاصرة على عمق 3.6 كيلومتر تحت الغطاء الجليدي للقارة القطبية الجنوبية، وتقع هذه البحيرة في عمق القمر أو بالقرب من السطح (27). السؤال الواضح هو ما الذي يسبب تسخين الماء وخروجه. من الواضح أن شيئًا ما يحدث تحت الأرض. وبما أن السخانات انفجرت من خلال "شرائط النمر"، فإن الاستنتاج الواضح هو أنه يوجد في هذه الأخاديد مخارج للمياه. ومن ناحية أخرى، لم يلاحظ أي ينابيع جليدية أو براكين ينبعث منها الجليد، كما أن نقص الأمونيا وانبعاث كميات من بخار الماء يرفع من احتمالية بركانية الماء النقي (4).

ووفقا لأحد التفسيرات، فإن أصل الحرارة الداخلية يرجع إلى هندسة مدار القمر حول زحل. يتغير المدار اللامركزي وبعده عن زحل تبعا لموقعه في المدار حول زحل، وبسبب المسافات المتغيرة تنشأ موجات مد وجزر تتسبب في انكماش القمر وتمدده. يؤدي الاحتكاك الداخلي الناتج إلى توليد الحرارة، وهي عملية تشير التقديرات إلى أنها لا تحدث إلا عندما يكون هناك محيط يفصل القشرة الجليدية للقمر عن قلبه السيليكوني. وبدون هذا التشحيم، سيكون القمر صلبًا للغاية بحيث لا يمكن أن يتمدد أو ينكمش. وقد اتضح أن الحرارة المنبعثة من القمر أسرع من تكونه. ولو كان انحراف المدار في الماضي مثل اليوم لتجمد القمر تماما وتوقفت موجات الحر، وبما أن كل الدلائل تشير إلى وجود محيط، فقد أثير احتمال أن هذا المحيط يحتوي على كمية كبيرة من الأملاح والأمونيا التي تخفض درجة التجمد، ومن الممكن أن المحيط نفسه يخلق موجات حرارية عن طريق الضرب ذهابًا وإيابًا على غرار ما يفعله المد والجزر في المحيطات على الأرض. وفي هذه الحالة، لن يتمكن القمر من توليد هذه الحرارة لفترة طويلة ليخلق وجودًا محيطيًا في الوقت الحاضر. ولذلك يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن القمر كان في مدار أكثر انحرافًا. وفقًا لأحد النماذج المقترحة، إذا كان انحراف المدار أكبر بثلاث مرات من المدار الحالي، فإن المد والجزر الحراري سيكون كافيًا للحفاظ على المحيط بمرور الوقت (3).

مصدر آخر للحرارة هو رنين إنسيلادوس مع قمر آخر لزحل، ديون، زمن دورة واحدة لديون حول زحل يساوي دورتين لإنسيلادوس. يؤدي هذا الرنين إلى مدار غريب الأطوار للقمر إنسيلادوس مما يؤدي إلى "ضغط" آخر ومستمر بواسطة جاذبية زحل (29).

الهيكل الداخلي

ومن أجل شرح معنى السخانات الموجودة على مثل هذا الكوكب الصغير، تم بناء نموذج يحاول الإجابة على هذا السؤال. ووفقا لهذا النموذج، بعد وقت قصير من تكوين القمر، حدث اضمحلال سريع للمواد المشعة داخله، مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة باطن القمر بشكل سريع وطويل الأمد والذي يستمر حتى يومنا هذا. تم العثور على دعم لهذا النموذج في حقيقة أن هذه السخانات تحتوي على جزيئات تتطلب تسخينًا عاليًا. وفقًا لهذا النموذج، بدأ إنسيلادوس كخليط من الجليد والصخور الذي يحتوي على نظائر مشعة سريعة التحلل من الألومنيوم والحديد. واستمر هذا التحلل حوالي 7 ملايين سنة، وكان مصحوبًا بإطلاق كميات كبيرة من الحرارة. وكانت النتيجة تبلور الصخر بالقرب من القلب المغطى بقشرة جليدية. استمرت المادة المتبقية من المادة المشعة المتحللة ببطء في تسخين وذوبان باطن القمر لمدة مليار سنة بالتوازي مع قوى المد والجزر لزحل.

يمكن لهذا النموذج أن يفسر سبب قدرة إنسيلادوس على إنتاج مواد كيميائية داخل السخانات. هذه هي الكميات الصغيرة من النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون والبروبان والأسيتيلين. وكانت المفاجأة وجود النيتروجين. وتشير التقديرات إلى أن النيتروجين هو نتاج تحلل الأمونيا داخل القمر، في مكان التقاء النواة الساخنة والمياه السائلة المحيطة بها. يتطلب التحلل الحراري للأمونيا درجة حرارة 2 درجة مئوية، اعتمادًا على وجود محفزات مثل معادن الطين. المشكلة في نموذج التحلل الإشعاعي وقوى المد والجزر لزحل هي أنهم لا يستطيعون تفسير درجات الحرارة المرتفعة هذه، فمركبات الأمونيا يمكن أن تفسر ظاهرة السخانات (577 0). وقد أثار بعض الباحثين احتمال أن يكون للقمر إنسيلادوس نواة. الصخور المنصهرة عند درجة حرارة 3 درجة مئوية (1100).

التكتونية

بدأت الأدلة الهائلة على قوة التكتونيات في الظهور منذ اللحظة التي تم فيها بث صور عالية الدقة إلى إسرائيل. تُظهر الصورة 10351PIA الأرض القديمة والمسحقة لكوكب إنسيلادوس، وفي هذه الصورة تظهر الأخاديد الطويلة وعدد كبير من الشقوق المتوازية والحديثة التي تعبر الفوهات. يبلغ قطر الفوهات 2 كم وعمقها مئات الأمتار (32). الصورة 10352PIA مأخوذة من منطقة أحدث في "شرائط النمر"، وفي هذه الشرائط توجد أخاديد عميقة وحواف حولها. الشرائط نفسها لا يوجد بها أي راحة تقريبا، ويبلغ ارتفاع التلال 75-200 مترا، وعمق الأخاديد بينهما 150-300 متر. تعرضت التلال على طول المنطقة القطبية للتشوه ويبلغ ارتفاعها كيلومترًا واحدًا (1).

تُظهر مجموعة الصور عالية الدقة أن الغطاء الجليدي لإنسيلادوس يتوسع، بشكل مشابه من حيث تكتونيته للتكتونيات الأرضية، ولكن مع عدد من الاختلافات الفريدة، فالتوسع على إنسيلادوس يحدث في اتجاه واحد.
العملية غير مفهومة، لكن من الممكن ملاحظة تفرع وتشكل جبلي مشابه لما يحدث على الأرض، مما يرفع احتمالية وجود حرارة تحت الأرض وتيارات الحمل الحراري، وبالاعتماد على الخرائط الجديدة للقطب الجنوبي، توجد خريطة تاريخية للقطب الجنوبي. تم إنشاء شرائط النمر" في عملية محوسبة. في كل مرة يتبين أن الأجزاء المتبقية متصلة ببعضها البعض مثل اللغز.

أثارت الصور القريبة أيضًا احتمال أن يؤدي التكثيف الناتج عن ثوران السخان إلى إنشاء نوع من سدادات الجليد التي تسد فتحات الخروج القديمة وتتسبب في تكوين فتحات جديدة. يوضح هذا الافتتاح والختام أن السخانات تتغير من شهر لآخر ومن سنة إلى أخرى. لا تنفتح الشقوق وتنغلق فحسب، بل إنها تهاجر أيضًا لأعلى ولأسفل على طول الشقوق بمرور الوقت.

وبمرور الوقت، تعود الجزيئات إلى الأرض وتشكل طبقة متواصلة من الجليد على طول الشقوق. إن الجمع بين بخار الماء والمواد العضوية والحرارة المنبعثة من القطب الجنوبي يزيد من احتمال وجود موطن محتمل تحت القطب الجنوبي (34). تشبه التكتونيات بما في ذلك هيكل التضاريس الموجودة منطقة اليابسة المحيطية المغمورة في شرق المحيط الهادئ، وهو مكان يسمى ارتفاع شرق المحيط الهادئ W ° 104 N ° 9.5 (35، 36، 37).

מקורות

21.PIA06432: خريطة درجة حرارة إنسيلادوس
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06432

22. كلوتز آي إم - "قمر زحل ينفث نوافير" 1.12.2005/XNUMX/XNUMX
http://dsc.discovery.com/news/briefs/20051128/enceladus_spa-5print.html

23.PIA07793: البحث عن الدفء
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07793

24. PIA07794: البحث عن الدفء
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07794

25.PIA09037: إنسيلادوس يحافظ على نيران المنزل مشتعلة
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA09037

26.PIA10361: الطائرات ترصد خطوط النمر
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA10361

27. "نظرة على عمود إنسيلادوس" 7.2.2008/XNUMX/XNUMX
http://saturn.jp.nasa, gov/ multimedia images/image-details.cfm?ID=2944

28.شرايبر م.-"المحيط على إنسيلادوس قد يكون قصير الأمد" 23.6.2008
http://www.saturndaily.com/reports/ Ocean_ On_ Enceladus _May _ Be_ Short_ Llived_999.html

29. "البقع الساخنة على إنسيلادوس تسبب أعمدة" 18.12.2007
http://www.saturndaily.com/reports/ Hot_ Spots_ On_ Enceladus_ Causes_ Plumes_999.html

30. "البداية الساخنة قد تفسر وجود السخانات على سطح القمر إنسيلادوس" 12.3.2007/XNUMX/XNUMX
http://www.spaceflightnow.com/news/n703/12enceladus/

31. بلاك ر.-"قمر زحل هو أفضل رهان للحياة"
http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4895358/stm

32.PIA10351: التضاريس القديمة المليئة بالفوهات على إنسيلادوس – تاريخ تشوه معقد
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA10351

33.PIA10352: خطوط النمر على إنسيلادوس – مناطق الكسر ومصادر الأعمدة
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA10352

34. "يظهر قمر زحل الديناميكي إنسيلادوس المزيد من علامات النشاط" 16.12.2008
http://www.saturndaily.com/reports/ Saturn_ Dynamic_ Moon_ Enceladus_ Shows_ More_ Signs_ Of_ Activity_999.html

35.PIA11138: يتحول انتشار التلال على إنسيلادوس
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA111138

36.PIA11139: مركز إنسيلادوس للانتشار
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11139

37.PIA11140: التضاريس القديمة على إنسيلادوس
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11140