Внутри океана спутника Сатурна Энцелада могут действовать процессы глобальной циркуляции, переносящие тепло и различные вещества со дна в вышележащие слои воды, от полюсов к экватору. К такому выводу пришли планетологи, построившие новую модель океана, основываясь на данных станции «Кассини» и текущих знаниях о Южном океане Земли. Статья опубликована в журнале Nature Geoscience.
Интерес к Энцеладу, 500-километровому ледяному спутнику Сатурна, возник после того, как межпланетная станция «Кассини» нашла доказательства существования на нем глобального подледного океана глубиной не менее 30 километров — на это указывали колебания положения спутника и шлейфы, выбрасываемые из трещин вблизи южного полюса. В составе выбросов, помимо воды, углекислого газа, аммиака и метанола, были найдены водород и органические молекулы, что говорит об гидротермальной активности на дне океана. Спутник стали рассматривать как одно из мест, где может существовать жизнь, в частности, в таком океане способны жить археи.
Группа планетологов во главе с Аной Лобо (Ana Lobo) из Калифорнийского технологического института опубликовала результаты моделированиz процессов, которые могут идти в океане Энцелада. Ученые основывались на данных «Кассини» и современных представлениях об высокоширотных океанах Земли. Дело в том, что наблюдаемая неоднородность толщины ледяной коры спутника (на полюсах кора тоньше, чем вблизи экватора), по мнению исследователей, является убедительным показателем, что локальные области замерзания и таяния на границе океана и коры изменяют плотность подповерхностного океана за счет теплообмена и потоков пресной и соленой воды.
Подобные процессы идут на Земле в Южном океане, где от взаимодействия воды и ледников зависят процессы крупномасштабной циркуляции. Таким образом, можно смоделировать, какие процессы циркуляции будут идти в океане Энцелада в зависимости от его разных локальных характеристик.
Ученые пришли к выводу, что внутри океана будет действовать глобальная циркуляция от полюса к экватору, которая повлияет на распределение тепла (в этом случае тепло из районов горячих точек может распространяться по всему океану) и транспорт различных веществ от дна в вышележащие слои воды. Вблизи южного полюса океан будет разделен на слои с разной соленостью и может обладать линзой пресной воды. Если предположить, что океан имеет среднюю соленость, равную или превышающую соленость самых глубоких его слоев, то пресноводная линза, питающая гейзеры, будет иметь соленость, по крайней мере, на два грамма на килограмм воды меньше, чем среднее значение содержания солей во всем океане, что следует учитывать при дальнейших исследованиях спутника.
Исследователи надеются, что будущие миссии к ледяным спутникам планет-гигантов, таких как Dragonfly, Europa Clipper и JUICE, позволят узнать больше об океанах Европы, Ганимеда и Титана, в частности связать свойства океана на границе с корой с глобальной циркуляцией внутри него. В этом случае можно будет более точно понять, какие спутники более пригодны для развития на них микробиологической жизни.
О том, где еще в Солнечной системы скрываются невидимые океаны, можно прочесть в материале «Море внутри».
Александр Войтюк