Титан вращается вокруг Сатурна. Под Титаном видны тени колец Сатурна. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Институт космических наук.
На поверхности многих ледяных спутников нашей солнечной системы ученые зафиксировали сдвиги, которые возникают, когда стенки разлома сдвигаются друг относительно друга вбок, как это происходит в случае разлома Сан-Андреас в Калифорнии. Два недавно опубликованных исследования, проведенных Гавайским университетом в Маноа, учёными Земли и космоса документируют и раскрывают механизмы, лежащие в основе этих геологических особенностей на крупнейшем спутнике Сатурна, Титане, и крупнейшем спутнике Юпитера, Ганимеде.
«Мы заинтересованы в изучении сдвиговой деформации на ледяных лунах, потому что этот тип разломов может способствовать обмену поверхностных и подповерхностных материалов посредством процессов сдвигового нагрева, потенциально создавая условия, способствующие возникновению жизни», — сказала Лилиан Буркхард, ведущий автор исследований. и научный сотрудник Гавайского института геофизики и планетологии Школы наук и технологий об океане и Земле в Маноа.
Когда ледяная луна движется вокруг своей родительской планеты, гравитация планеты может вызвать приливное изгибание поверхности Луны, что может привести к геологической активности, такой как сдвиговые разломы. Приливные напряжения меняются по мере того, как Луна меняет расстояние от своей планеты, потому что орбита Луны может быть эллиптической, а не круговой.
Титан, замерзший океанский мир
Чрезвычайно низкие температуры на поверхности Титана означают, что водяной лед действует как скала, которая может трескаться, разрушаться и деформироваться. Данные космического корабля «Кассини» позволяют предположить, что в десятках миль под замерзшей поверхностью находится океан с жидкой водой. Кроме того, Титан — единственная луна в нашей солнечной системе с плотной атмосферой, которая уникальным образом поддерживает подобный земному гидрологический цикл метана, дождя и жидкости, текущей по поверхности и наполняющей озера и моря, что ставит его в число немногих миров, которые потенциально могут содержать обитаемую среду.
Миссия NASA Dragonfly стартует в 2027 году, а прибытие на Титан запланировано на 2034 год. Новый посадочный модуль винтокрылого аппарата проведет несколько полетов на поверхности, исследуя различные места в поисках строительных блоков и признаков жизни.
Примеры сдвиговых разломов на (а) разломе Сан-Андреас (спутниковый снимок Google Maps), (б) Ганимеде (Galileo SSI), (в) и Титане (Глобальная мозаика Титана Кассини SAR-HiSAR). Информация от:: Гавайский университет в Маноа.
В своем исследовании области кратера Селк на Титане, назначенном первоначальной посадочной площадкой для миссии «Стрекоза», Буркхард и ее соавтор исследовали возможность сдвиговых деформаций и сдвиговых нарушений. Для этого они рассчитали напряжение, которое будет оказываться на поверхность Титана из-за приливных сил, когда Луна вращается вокруг Сатурна, и проверили возможность возникновения разломов, исследуя различные характеристики замерзшего грунта. Это исследование было опубликовано в журнале Icarus.
«Хотя наши предыдущие исследования показали, что некоторые области Титана в настоящее время могут подвергаться деформации из-за приливных напряжений, область кратера Селк должна будет выдерживать очень высокое давление поровой жидкости и низкий коэффициент трения земной коры для разрушения при сдвиге, что кажется маловероятным», — сказал он. Буркхард. «Следовательно, можно с уверенностью сделать вывод, что «Стрекоза» не приземлится в сдвиговый ров!»
Ганимед, луна с неоднозначным прошлым
Во второй публикации Икара Буркхард и ее соавторы исследовали геологическую историю Ганимеда, крупнейшего спутника Юпитера, в районе Ниппура/Филус Сульчи, изучив данные с высоким разрешением, доступные для этого региона, и проведя исследование приливного стресса в прошлом Ганимеда. .
Ганимед задокументировал сдвиги на поверхности, но его текущая орбита слишком круглая, а не эллиптическая, чтобы вызвать какую-либо деформацию приливного напряжения.
Исследователи обнаружили, что несколько пересекающих полос легкого рельефа на участке Ниппур/Филус Сульчи демонстрируют различную степень тектонической деформации, а хронология тектонической активности, подразумеваемая картографированными связями пересечений, выявила три эпохи различной геологической активности: древнюю, промежуточную и самую молодую.
Ганимед, самый большой спутник во всей Солнечной системе. Авторы и права: НАСА, Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, SwRI, MSSS, Каллехейкки Каннисто CC BY
«Я исследовал сдвиговые разломы в местности среднего возраста, и они по направлению сдвига соответствуют предсказаниям, полученным на основе моделирования напряжений с более высоким эксцентриситетом в прошлом. Ганимед мог пережить период, когда его орбита была гораздо более эллиптической, чем сегодня. — сказал Буркхард.
Другие особенности сдвига, обнаруженные в более молодых геологических единицах того же региона, не совпадают по направлению сдвига с типичными индикаторами сдвига первого порядка.
«Это говорит о том, что эти особенности могли сформироваться в результате другого процесса и не обязательно из-за более высоких приливных напряжений», — добавил Буркхард. «Итак, на Ганимеде произошел резкий «кризис среднего возраста», но его самый молодой «кризис» остается загадочным».
Недавние исследования наряду с миссиями по освоению космоса создают положительную обратную связь в области знаний.
«Подобные геологические исследования, проводимые перед запуском и прибытием, информируют и направляют деятельность миссии», — сказал Буркхард. «А такие миссии, как Dragonfly, Europa Clipper и JUICE ЕКА, еще больше ограничат наш подход к моделированию и могут помочь определить наиболее интересные места для исследования спускаемых аппаратов и, возможно, для получения доступа к внутреннему океану ледяных лун».
Информация от: Гавайским университетом в Маноа.
