Вчені вивчають землетруси на супутниках Юпітера та Сатурна

0
1 925 views
Космічний корабель NASA Galileo зробив це зображення поверхні супутника Юпітера Ганімед
Космічний корабель NASA Galileo зробив це зображення поверхні супутника Юпітера Ганімеда. На Землі подібні елементи утворюються, коли тектонічні розломи розривають кору. Вчені змоделювали, як активність розломів може спровокувати зсуви та створити відносно гладкі ділянки на поверхні крижаних супутників. Авторство: NASA/JPL-Caltech/Університет Брауна

Відомо, що багато вкритих льодом супутників, що обертаються навколо планет-гігантів у далеких куточках нашої Сонячної системи, є геологічно активними. Юпітер і Сатурн мають настільки сильну гравітацію, що вони розтягують і тягнуть тіла, що обертаються навколо них, спричиняючи значні струси, які можуть розколоти кірку та поверхню супутників. Нове дослідження вперше показує, як ці землетруси можуть спровокувати зсуви, що призводять до надзвичайно гладкого рельєфу.

Дослідження окреслює зв’язок між землетрусами та зсувами, проливаючи нове світло на еволюцію крижаних поверхонь і текстур супутників.

На поверхнях крижаних супутників, таких як Європа, Ганімед і Енцелад, зазвичай можна побачити круті хребти, оточені відносно плоскими гладкими ділянками. Вчені припустили, що ці плями є результатом рідини, яка витікає з крижаних вулканів. Але як цей процес працює, коли температура на поверхні настільки низька і непривітна для рідин, залишається загадкою.

Цей вид супутника Юпітера Європа був зроблений у 1990-х роках космічним кораблем NASA Galileo
Цей вид супутника Юпітера Європа був зроблений у 1990-х роках космічним кораблем NASA Galileo. Це показує особливості, які досліджували вчені, які моделювали, як місячні землетруси можуть викликати зсуви. Гладкі схили та прилеглий щебінь могли бути утворені зсувами.
Авторство: NASA/JPL-Caltech

Вирівнювання ландшафту

Просте пояснення, викладене в дослідженні, не передбачає рідини на поверхні. Вчені виміряли розміри крутих хребтів, які, як вважають, є уступами тектонічних розломів (як ті, що на Землі ) – круті схили, які утворюються, коли поверхня розривається вздовж лінії розлому, а одна сторона опускається. Застосовуючи вимірювання до сейсмічних моделей, вони оцінили потужність минулих землетрусів і виявили, що вони можуть бути достатньо сильними, щоб підняти уламки, які потім падають вниз, де вони розтікаються, вирівнюючи ландшафт.

«Ми виявили, що коливання поверхні від місячних землетрусів буде достатнім для того, щоб поверхневий матеріал кинувся вниз у вигляді зсувів. Ми оцінили розміри місячних поштовхів і масштабів зсувів», — сказав провідний автор Маккензі Міллс.

Він є аспірантом Університету Арізони в Тусоні, який проводив роботу під час серії літніх стажувань у Лабораторії реактивного руху NASA у Південній Каліфорнії. На його думку, такий підхід допомагає зрозуміти, як зсуви можуть з часом формувати поверхню супутника.

Інше зображення супутника Юпітера Європи, зроблене в 1990-х роках Галіле
Інше зображення супутника Юпітера Європи, зроблене в 1990-х роках Галілео, показує можливі уривки розломів (як ті, що зустрічаються на Землі, коли тектонічна активність розриває кору) поруч із гладкими ділянками, які могли бути утворені зсувами.
Авторство: NASA/JPL-Caltech/DLR

Майбутні дослідження

Майбутня місія NASA Europa Clipper , яка прямує до супутника Юпітера Європа в 2024 році, дасть значний поштовх дослідженням, надаючи зображення та інші наукові дані. Після досягнення Юпітера в 2030 році космічний корабель буде обертатися навколо газового гіганта і здійснить близько 50 обльотів Європи. Місія має складне корисне навантаження з дев’яти наукових інструментів, щоб визначити, чи на Європі, яка, на думку вчених, має глибокий внутрішній океан під зовнішньою крижаною оболонкою, є умови, придатні для життя.

«Було несподівано дізнатися більше про те, наскільки могутніми можуть бути місячні землетруси, і що вони можуть легко рухати уламки вниз по схилу», — сказав співавтор Роберт Паппалардо, науковий співробітник проекту Europa Clipper з JPL, який керує місією.

Особливо дивними були результати моделювання тектонічної активності та землетрусів на супутнику Сатурна Енцеладі, тілі, яке займає менше 3% площі поверхні Європи та приблизно 1/650 площі Землі.

За словами Паппалардо, через малу силу тяжіння цього супутника землетруси на крихітному Енцеладі можуть бути достатньо сильними, щоб викинути крижані уламки прямо з поверхні в космос.

Цей вид крижаного супутника Юпітера Європа був знятий фотокамерою JunoCam на борту космічного корабля NASA Juno під час близького прольоту місії 29 вересня 2022 року.
Цей вид крижаного супутника Юпітера Європа був знятий фотокамерою JunoCam на борту космічного корабля NASA Juno під час близького прольоту місії 29 вересня 2022 року.
Авторство: дані зображення: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, обробка зображень: Кевін М. Гілл CC BY 3.0

Коли мова заходить про Європу, зображення високої роздільної здатності, зібрані Europa Clipper, допоможуть вченим визначити потужність минулих землетрусів. Дослідники зможуть застосувати останні відкриття, щоб зрозуміти, чи зрушили землетруси лід та інші поверхневі матеріали та наскільки.