Тріщини на Хароні можуть свідчити про замерзлий підповерхневий океан

Крижаний вулканізм великого супутника Плутона Харон і пояс тріщин на його поверхні, можливо, були спричинені підземним замерзлим океаном, який прорвався крізь тонкий крижаний панцир. Нові моделі припускають, що коли внутрішній океан Харона замерзав, він міг утворити глибокі витягнуті западини вздовж його середньої частини, але це може означати, що зовнішня оболонка була тоншою, ніж передбачається зараз в якийсь момент в історії Місяця. Моделі також припускають, що виверження кріовулканів з льодом, водою та іншими матеріалами менш імовірне в північній півкулі Харона.

Крижані геологічні особливості Харона стали шоком для вчених, коли космічний корабель NASA New Horizons відвідав систему Плутон-Харон у 2015 році, раніше вважаючи Харон інертною кулею льоду. Відтоді наукова група під керівництвом дослідників Південно-західного науково-дослідного інституту (SwRI) досліджує дані New Horizons, намагаючись виявити причину цих холодних геологічних особливостей. 

Член команди та дослідник SwRI Алісса Роден є експертом у геофізиці крижаних супутників, особливо тих, які містять власні океани.

«Поєднання геологічних інтерпретацій і моделей термічної орбітальної еволюції означає, що Харон мав підповерхневий рідкий океан, який згодом замерз», — сказала вона в заяві.(відкривається в новій вкладці). «Коли внутрішній океан замерзає, він розширюється, створюючи великі напруги в його крижаній оболонці та створюючи тиск у воді під ним. Ми підозрювали, що це джерело великих каньйонів і кріовулканічних потоків Харона».

Роден змоделював, як тріщини утворилися в крижаному панцирі Харона, коли океан під ним замерзав, щоб краще зрозуміти еволюцію поверхні та внутрішньої частини цього місяця. Океани, враховані в моделях, складалися з води, аміаку та їх комбінації. Незважаючи на те, що аміак може діяти як антифриз, а високі концентрації можуть допомогти зберегти тривалість рідких океанів, Роден виявив, що різні склади океану не мають істотного впливу на їхні результати. 

Коли замерзлий океан тисне на зовнішню оболонку Харона, це спричиняє розломи, які проникають у всю оболонку. Коли об’єм океану збільшується, він створює тиск на поверхню рідини, що змушує її вивергатися через тріщини на поверхню Харона. 

Команда шукала умови, які дозволили б тріщинам повністю проникнути в крижану оболонку Харона, щоб з’єднати поверхневу та підповерхневу воду, щоб уможливити кріовулканізм океану. Це показало, що поточні теорії про еволюцію супутника Плутона можуть бути невірними. Це пояснюється тим, що ці теорії припускають, що крижані панцири Харона були надто товстими, щоб повністю розколотися під впливом напруг, пов’язаних із замерзанням океану.

«Або товщина крижаного панцира Харона була менше ніж 6 миль (10 км), коли відбувалися потоки, на відміну від зазначених понад 60 миль або 100 км, або поверхня не мала прямого зв’язку з океаном як частина процесу виверження.», — сказав Роден. «Якби льодовий панцир Харона був достатньо тонким, щоб його повністю розколоти, це означало б значно більше замерзання океану, ніж вказують каньйони, виявлені на півкулі зустрічі Харона».

Ці каньйони пролягають уздовж глобального тектонічного поясу хребтів через обличчя Харона, відокремлюючи північну та південну геологічні області Місяця. Модель команди припускає, що каньйони могли виникнути з розломів у крижаній оболонці Місяця, які не доходять до океану, тобто вони утворилися після розломів, що спричинили кріовулканізм, і коли оболонка Харона потовщилася.

Ідея про те, що кріовулканізм Харона походить із замерзлого океану, може бути підтверджена, якщо майбутня місія помітить додаткові більші розширені особливості в півкулі Місяця. Ці особливості, не помічені New Horizons, підтверджують ідею, що океан Харона був товщі, ніж очікувалося, а його оболонка тонша.