Модель объяснила каньоны на Хароне

Недавно ученые пересмотрели полученные данные, чтобы изучить источник криовулканических потоков и пояс разломов на большом спутнике Плутона Хароне. Разработанные новые модели предполагают, что, когда внутренний океан Харона замерз, он мог образовать глубокие вытянутые впадины вдоль своей поверхности, но с меньшей вероятностью привел к извержению криовулканов со льдом, водой и другими элементами в северном полушарии.

Согласно ученым под поверхностью Харона когда-то был жидкий океан, который в конце концов замерз.

«Когда внутренний океан замерзает, он расширяется, создавая больше напряжения на свою ледяную корку и оказывая давление на жидкость внизу. Мы подозревали, что это было причиной появления больших каньонов Харона и криовулканических потоков», – автор исследования доктор Алисса Роден (Alyssa Rhoden), специалист по геофизике ледяных спутников.

Новый лед, образующийся на внутреннем слое существующей ледяной оболочки, также может создавать нагрузку на структуру поверхности. Чтобы лучше понять эволюцию внутренней части и поверхности спутника, ученые смоделировали образование трещин в ледяной оболочке Харона, когда океан под ней замерз. В модели ученые также заложили наличие аммиака. Аммиак может действовать как антифриз и продлевать текучую жизнь океана; однако результаты модели существенно не отличались.

Когда трещины пронизывают всю ледяную оболочку и касаются подповерхностного океана, жидкость, находящаяся под давлением из-за увеличения объема только что замерзшего льда, может протолкнуться через трещины и извергнуться на поверхность.

Модели стремились определить условия, которые могут создать трещины, глубоко проникающие в ледяную оболочку Харона, связывая его поверхность и подповерхностные воды, чтобы обеспечить криовулканизм океанского происхождения. Однако, основываясь на современных моделях внутренней эволюции Харона, ледяные оболочки оказывались слишком толстыми, чтобы полностью расколоться под воздействием напряжений, связанных с замерзанием океана.

Время замерзания океана также важно. Синхронные и круговые орбиты Плутона и Харона стабилизировались относительно рано, поэтому приливный нагрев происходил только в течение первого миллиона лет.

Ледяной панцирь Харона должен был иметь толщину менее 10 км, чтобы трещины могли проникнуть в океан.

Итак, ученые пришли к выводу, что океанский источник криовулканических потоков маловероятен, потому что ледяная оболочка должна быть намного тоньше, чем предполагают современные модели тепловой эволюции. Замерзание океана могло вызвать напряжение, которое сформировало каньоны позже в истории Харона.

Работа опубликована в журнале Icarus.

Источник: Alyssa Rose Rhoden et al, The challenges of driving Charon’s cryovolcanism from a freezing ocean, Icarus (2022). DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115391