Seismische activiteit zou wetenschappers een lezing kunnen geven van de dikte van het ijs dat de maan omhult en de oceanen waarvan men denkt dat ze eronder liggen – ScienceDaily

Enceladus heeft een diameter van ongeveer 500 kilometer en is bijna volledig bedekt met ijs. De maan staat ongeveer 10 keer verder van de zon dan de aarde en het glanzende oppervlak reflecteert het meeste van het licht van de zon, waardoor het extreem koud is, maar onderzoekers hebben lang gespeculeerd dat het ijs een vloeibare oceaan eronder herbergt.

De maan zal waarschijnlijk worden blootgesteld aan enorme getijdenkrachten die worden veroorzaakt door Saturnus en de andere grotere manen van de planeet – vergelijkbaar met de manier waarop de maan van de aarde getijden veroorzaakt op aarde. Getijdebewegingen binnen Enceladus verwarmen het interieur, waardoor het oppervlak barst en soms lange geisers van waterdamp worden samengeperst door merkbare scheuren die getijdebar-breuken worden genoemd.

De nieuwe studie gebruikte observaties van Antarctische ijsplaten om te suggereren dat getijden op Enceladus ook kleine aardbevingen in het ijs kunnen veroorzaken wanneer de maan barst, zoals de ijsbevingen waargenomen op drijvende ijskappen op Antarctica.

“[Moons like] Dit zijn opwindende plekken omdat er misschien leven is”, zegt Kira Olsen, geofysicus bij het Goddard Space Flight Center van NASA. Omdat men denkt dat het leven eerst in onze oceanen is geëvolueerd, kunnen vloeibare oceanen onder het ijs van andere werelden een goede plek zijn om onderzoek, zei Kira Olsen.Voor het leven kan de ijzige korst van Enceladus het water eronder beschermen tegen straling, waardoor het bewoonbaar wordt.

De nieuwe studie werd gepubliceerd in Journal of Geophysical Research: Planeten, AGU-tijdschrift voor onderzoek naar de vorming en evolutie van planeten, manen en objecten in ons zonnestelsel en daarbuiten.

“We hebben ideeën over hoe dicht het ijs is, maar we hebben geen directe observatie,” zei Olsen. “Het bestuderen van ijsaardbevingen is een manier om die informatie te krijgen.”

intern getij

Om meer te weten te komen over hoe de tijgerbreuken van Enceladus bewegen, wendden Olsen en haar collega’s zich tot de drijvende ijsplaten van Antarctica als de dichtstbijzijnde analoog op aarde voor het soort activiteit dat ze op Enceladus zagen. Ze kunnen dan hun kennis gebruiken van hoe bepaalde oppervlaktekenmerken op onze planeet seismische activiteit produceren om het type seismische activiteit te schatten dat optreedt op de verre maan.

De onderzoekers analyseerden gegevens die tussen 2014 en 2016 waren verzameld door seismografen langs de Ross Ice Shelf in het zuiden van het continent en vergeleken deze met satellietbeelden van het gebied. Ze besteedden speciale aandacht aan twee seismometers die naast grote breuken op de ijskap waren geplaatst.

Ze hebben seismische activiteit gekoppeld aan de spanningen die langs deze breuken optreden. De meeste ijsbevingen op de Ross-ijsplaat deden zich voor toen breuken desintegreerden, en dat is wanneer de getijden laag zijn.

We hebben geen metingen van seismische activiteit op Enceladus, maar Olsen en haar collega’s hebben modellen gemaakt die de soorten breuken die ze op het maanoppervlak zagen vergelijken met die op de Ross Ice Shelf.

Deze modellen toonden aan dat de grootste hoeveelheid seismische activiteit op Enceladus waarschijnlijk overeenkomt met getijden. De piek van seismische activiteit daar vindt plaats wanneer Enceladus tijdens zijn baan de 100 graden overschrijdt van zijn dichtste nadering tot Saturnus. De oceaan onder het ijs werkt op dit punt als water in een stromende ballon. IJsbreuken ontstaan ​​op hogere drukpunten, waar de ballon loslaat.

Glaciale aardbevingen zijn niet enorm langs deze scheuren, zelfs niet tijdens perioden van piekbelasting. Olsen beschrijft ze als meer als “breuken en kleine, bijna continue plopjes.

Hoewel het Cassini-ruimtevaartuig heeft onthuld dat de maan geologisch actief is, is het moeilijk om te weten hoe dat zich vertaalt in seismische activiteit, zei Mark Banning, een onderzoekswetenschapper bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory die niet betrokken was bij de nieuwe studie. “De studie is echt een fundamentele manier om te onderzoeken hoe aardbevingen eruit kunnen zien op Enceladus en andere ijzige werelden die geleidelijk worden geactiveerd door te kijken naar de beste isotopen die we op aarde kunnen vinden,” zei hij.

Olsen zei dat wetenschappers ernaar moeten streven om seismografen binnen 10 kilometer van deze breuken te plaatsen tijdens toekomstige missies naar Enceladus om meer te weten te komen over wat er hieronder gebeurt.

“Het is geen rustige plek uit de weg, maar het is een goede plek om te studeren,” zei ze.

Meer informatie over seismische activiteit zou ons dan meer kunnen leren over de dikte van de ijskorst op Enceladus. Momenteel zijn er geen missies naar Enceladus gepland, maar de European Space Agency plant een JUICE-missie naar een van de ijzige manen van Jupiter, Europa.

Soortgelijk werk zou dan kunnen worden gedaan op Titan, de grootste maan van Saturnus, zei Olsen, een wereld die ook bedekt is met ijs dat vloeibare oceanen kan verbergen en een andere uitstekende keuze is voor buitenaards leven. NASA’s Dragonfly-missie staat gepland voor een bezoek aan Titan in 2036.

“Dit soort werk is een van de beste manieren om een ​​idee te krijgen van welk gedrag we op een planetair lichaam zouden kunnen zien, zou een geweldige plek zijn om meer wetenschap te doen,” zei Banning.