Gejzery na Enceladusie mają źródło w dziwnym miejscu. Skąd tryska tam woda?

Poszukiwanie życia pozaziemskiego wcale nie musi ograniczać się do odległych planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce. Warto bowiem pamiętać, że także w naszym Układzie Słonecznym są miejsca, w których być może istnieje życie, które nie ma nic wspólnego z życiem na Ziemi. Mowa tutaj oczywiście o potencjalnych formach życia, które mogły rozwinąć się w oceanach znajdujących się pod lodowymi skorupami księżyców krążących wokół gazowych olbrzymów. Jednym z takich księżyców jest Enceladus, lodowy glob o średnicy zaledwie 500 kilometrów, który krąży wokół Saturna. Księżyc ten wyróżnia się jasną, odblaskową powierzchnią i imponującymi gejzerami, które wybuchają na jego biegunie południowym, wyrzucając lód i parę wodną na setki kilometrów nad powierzchnię.
Gejzery na Enceladusie mają źródło w dziwnym miejscu. Skąd tryska tam woda?

Po raz pierwszy gejzery zostały sfotografowane w 2005 roku przez sondę Cassini, która dopiero co wtedy dotarła do Saturna. W latach 2008, 2009 i 2015 inżynierowie pokierowali sondą tak, aby miała okazję zbliżyć się do gejzerów, przelecieć przez nie i zebrać próbki tryskającego z powierzchni lodu. Oczywiście sama sonda nie została wyposażona w instrumenty pozwalające wykorzystać tę okazję do maksimum, wszak podczas przygotowywania misji nikt o gejzerach nie wiedział. Nie zmienia to jednak faktu, że naukowcom korzystającym z tego, co było do dyspozycji, udało się zidentyfikować bogatą w minerały wodę, która teoretycznie może sprzyjać powstawaniu i przetrwaniu w życia pod powierzchnią Księżyca, który na powierzchni cechuje się temperaturą zaledwie -201°C.

Czytaj także: Enceladus najlepszym miejscem dla istnienia życia pozaziemskiego. Stężenie fosforu tysiące razy wyższe niż na Ziemi

Powszechnie przyjmuje się, że materia tworząca pióropusze gejzerów pochodzi z dużego podpowierzchniowego oceanu znajdującego się pod lodową skorupą księżyca. Problem jednak w tym, że wcale tak nie musi być. W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Geophysical Research Letters, naukowcy z Dartmouth College wskazują, że materia gejzerów wcale nie musi mieć nic wspólnego z podpowierzchniowym oceanem.

Profesor Colin Meyer kierujący zespołem wskazuje, że choć w pióropuszach sonda Cassini zidentyfikowała materię organiczną, która faktycznie może wskazywać na możliwość istnienia form życia pod powierzchnią, to warto przyjrzeć się alternatywnym hipotezom generowania gejzerów. Naukowiec wskazuje bowiem, że wodzie z oceanu podpowierzchniowego trudno byłoby przebić się przez całą grubość skorupy lodowej, a poza tym nie ma wyjaśnienia mechanizmu, który taką wodę byłby w stanie wypychać nad powierzchnię Enceladusa.

Naukowcy proponują, że za powstawanie gejzerów odpowiada ogrzewanie ścinające, spowodowane siłami pływowymi Saturna. Gdy Enceladus krąży wokół Saturna, przyciąganie grawitacyjne tworzy naprężenia w skorupie lodowej księżyca, które prowadzą do powstawania różnych deformacji.

Różny ruch lodu po obu stronach pęknięć, zwłaszcza słynnych „pasów tygrysich” na biegunie południowym, generuje tarcie i ciepło, podobnie jak trzęsienie ziemi. To właśnie tam ogrzewanie pływowe może podnieść temperaturę lodu powyżej punktu, w którym może istnieć ciekła solanka. W takich warunkach sole rozpuszczają się w ciekłej wodzie i wypełniają przestrzenie między kryształami lodu. W ten sposób w pęknięciach skorupy może powstać swoista miękka strefa, która może być źródłem gejzerów zawierających zarówno parę wodną, dwutlenek węgla, jak. metan, amoniak, azot, sole i krzemionkę.

Symulacje profesora Meyera sugerują, że ten mechanizm może wyrzucać nawet 300 kilogramów lodu i pary na sekundę. Proces ten zależy od stałych szybkości topnienia lodu i wystarczających objętości płynnej solanki.

Czytaj także: Kilometrowa struktura znika w tajemniczych okolicznościach. Co dzieje się na księżycu Saturna

Kwestia pochodzenia gejzerów pozostaje zatem wciąż otwarta. Przyjmuje się bowiem, że średnia grubość skorupy lodowej na Enceladusie wynosi około 25 kilometrów, przy czym na biegunie południowym jest to tylko 6 kilometrów. Warto także przypomnieć, że według badań prowadzonych na przestrzeni ostatniej dekady, po ostatnim przelocie sondy Cassini przez gejzery Enceladusa pojawiały się także prace, w których naukowcy sugerowali grubość lodu w Pasach Tygrysich na zaledwie kilkadziesiąt metrów. Owa grubość może być kluczowa dla wyjaśnienia pochodzenia wody znajdującej się w pióropuszach tryskających z powierzchni tego fascynującego globu.

Przelot sondy Cassini przez gejzery Enceladusa

Na odpowiedź zatem o pochodzenie wody w gejzerach Enceladusa będziemy musieli poczekać do kolejnych sond, które z bliska zbadają ten glob. Nie zmienia to jednak faktu, że to gra warta świeczki. Wszelkie informacje, które uzyskamy o tym, co się dzieje na i w Enceladusie przydadzą się nam bowiem do badania takich globów lodowych jak Tryton, Tytan, czy Europa. Jakby nie patrzeć, każdy z nich może skrywać biologiczne niespodzianki w swoich wnętrzach i warto byłoby sprawdzić, czy czasem pod naszym nosem (w skali kosmicznej) nie istnieje sobie w spokoju jakaś inna forma życia.

Radek KosarzyckiR
Napisane przez

Radek Kosarzycki

Redaktor naczelny Focus.pl. Od 2015 r. codziennie pisze o astronomii, astrofizyce i eksploracji przestrzeni kosmicznej.