Плутон с суперкриовулканом? Почему нет! Все элементы присутствуют, но не так, как мы обычно думаем о вулканах. И именно криовулканы являются причиной того, что поверхность Плутона выглядит именно так. Недавняя исследовательская работа объясняет, почему Плутон может быть домом для последнего открытия супервулкана в Солнечной системе.
Планетолог Дейл Крукшанк и группа его коллег изучают странную особенность на Плутоне, называемую кратером Киладзе. Его существование вызывает множество вопросов о том, что происходит внутри Плутона и создает этот странный ландшафт. Исследователи недавно опубликовали статью, в которой изучают этот регион и предлагают объяснение его появления.
Внутренние действия стимулируют криовулканизм
Команда решительно предполагает, что Киладзе — это суперкриовулкан. Криовулканизм — это процесс, который отправляет ледяную «лаву» на поверхность Плутона. Мы видели это по всей солнечной системе, на некоторых спутниках Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Как и его «сестринская» форма вулканизма здесь, на Земле, какой-то нагрев плавит материалы мантии, которые в конечном итоге могут выйти на поверхность. Мы привыкли видеть каменистую лаву. Однако лед и вода также действуют как «лава», если условия подходят.
И здесь на сцену выходит Плутон, потому что условия созрели для криовулканизма. Во время облета Плутона аппаратом New Horizons в 2015 году несколько особенностей привлекли внимание ученых как возможные криовулканические регионы. Сюда входил регион под названием Вергилий Фосса. Он расположен по одну сторону от Sputnik Planitia, выдающегося элемента поверхности Плутона в форме сердца. Киладзе находится в верхней части правой «доли» сердца, и его внешний вид действительно заставил Крукшанка и его коллег обсуждать его причину.
Картографирование Киладзе
«Новые горизонты» получили как изображения, так и спектроскопию Плутона во время его пролета в 2015 году. Одна вещь, которая сразу стала очевидна в Киладзе, — это то, что вокруг него разбросан водяной лед. Это необычно, поскольку метановый и азотный лед покрывают большую часть поверхности Плутона. Итак, участок водяного льда, окружающий странный объект, показался необычным. Более того, лед содержал соединения аммиака. Какая-то деятельность подняла водно-аммиачную смесь из глубины земли. Но что?
По словам Крукшанка, виновато отопление. «Ожидается, что на Плутоне внутреннее тепло также будет движущей силой вулканизма, наблюдаемого в некоторых местах на поверхности, но мы не знаем, существует ли под поверхностью глобальный океан воды с различными химикатами или просто остались карманы с водой и химикатами. с тех пор, как Плутон сформировался и имел горячую внутреннюю часть», — сказал он. «Это загадка, которую предстоит разгадать следующему поколению планетологов».
Помимо вулканизма, Крукшанк и его команда рассматривали возможность того, что Киладзе представляет собой своего рода искаженный ударный кратер. Итак, они также исследовали поверхность на предмет признаков какого-то альтернативного происхождения. Помимо поверхностных материалов, морфология региона свидетельствует о тектонической активности. Имеются разломные структуры и ямы обрушения, а общая форма кратера искажена. Это не обязательно указывает на источник удара, так что же произошло в Киладзе? Ответ кроется во внутренней структуре Плутона.
Плутон изнутри наружу
Плутон — ледяное тело, обернутое вокруг каменистого ядра. Большая часть «основания» планеты — это водяной лед. «Загрязнение» толинов покрывает метановый и азотный поверхностный лед. Толины — это углеводородные соединения, образующиеся в результате бомбардировки газов в атмосфере и льда на поверхности космическими лучами и другим излучением. Большая задача планетологов — изучить все различные части поверхности Плутона и выяснить, как они образовались. Криовулканизм, безусловно, является важной частью поверхностного «исчисления».
Криовулканизм происходит на Плутоне, потому что что-то нагревает его внутреннюю часть и выбрасывает на поверхность водяной лед. Радиоактивный распад элементов внутри ядра является наиболее очевидным объяснением нагрева. Если это так, это может создать океан жидкой воды или карманы слякотного водяного льда. Некоторые ученые предполагают, что ядро окружает водяной лед (или ледяная слякоть).
Подсказки на поверхности Плутона
Интересно, что на поверхности есть места с пятнами водяного льда, смешанного с аммиаком. Эта смесь, по-видимому, исходит из недр планеты. Интересно, что аммиак снижает температуру замерзания воды, что позволяет ей течь в виде ледяной «магмы» через криовулканы Плутона. Крукшанк отметил, что аммиак также может быть в форме аммиачной соли или гидрата. Не совсем понятно, откуда оно взялось. Он предполагает, что это была часть первоначальной смеси материала, из которой Плутон (и большинство других тел Солнечной системы) конденсировался около 4,5 миллиардов лет назад.
Плутон — не единственное место, где существует аммиак, просто самое отдаленное (на данный момент). «Мы находим свидетельства наличия какого-то аммиака в спектрах многочисленных транснептуновых объектов, полученных с помощью космического телескопа Уэбба (пока не опубликованных), и, по-видимому, это повсеместный компонент планет и малых тел», — написал он в электронном письме. . «Это также критически важный компонент пребиотических молекул, как показали лабораторные исследования, в которых синтезируются предшественники аминокислот».
Понимание Киладзе на Плутоне
Структура Киладзе имеет диаметр около 44 километров и находится в субрегионе под названием Хаябуса Терра на Плутоне. В документе команды он описывается как «суперкриовулкан с возрождающейся кальдерой, имеющий в истории одно или несколько извержений, выбрасывающих тысячу километров криолавы, и, возможно, неизвестное количество извержений меньшего масштаба».
В своей статье команда Крукшанка обсуждает возможные причины Киладзе, в том числе то, что оно возникло в результате какого-то древнего воздействия. Однако наличие свежего льда и отсутствие толстого слоя толинов являются некоторыми из признаков, которые больше указывают на криовулканизм как в этом регионе, так и в ямах Вирджила.
Итак, когда же Киладзе образовался на Плутоне?
Вполне вероятно, что Киладзе относительно молод. Он определенно не такой старый, как остальная часть поверхности. Команда предполагает, что его извержения происходили в течение последних нескольких миллионов лет. Подсказки кроются в поверхностных покрытиях. Если бы Киладзе был стар, можно было бы ожидать увидеть какой-то нарост поверх наиболее очевидных особенностей. Это было бы правдой, если бы на протяжении всего возраста планеты оседал постоянный дождь из частиц органической пыли из атмосферы. «У нас есть хорошее представление о времени формирования и осаждения частиц смога на Плутоне, — отметил он, — и если бы структура Киладзе находилась там в течение миллиардов лет, частицы смога затмили бы спектральную сигнатуру водяного льда, обнаруженную с помощью космический корабль «Новые горизонты» в 2015 году. Отсюда вывод, что он сформировался относительно недавно».
«Недавно» команда считает, что возраст обнаженных участков водяного льда может составлять всего несколько миллионов лет. И они могут быть не просто результатом одного большого извержения. Этот суперкриовулкан на Плутоне, вероятно, извергался много раз с момента своего образования. Само его присутствие – наряду с недавними исследованиями вулканизма в Вергилии Фоссэ – дает будущим исследователям некоторые очень важные подсказки, поскольку они стремятся понять внутреннюю структуру этого мира.
Для дополнительной информации
Кальдера Киладзе: возможный «супервулкан» на Плутоне
Современный криовулканизм в ямках Вирджила на Плутоне
