Jégvulkánok a Ceresen: akár ma is aktív lehet a törpebolygó kriovulkanizmusa

3635

A NASA Dawn nevű űrszondája 2015-ben érte el a Ceres törpebolygót, azóta küld adatokat annak csodálatos, titokzatos világáról. A Nature Astronomy című szaklapban 2018 szeptemberében közzétett tanulmány érdekes, új részleteket közöl az égitest felszínét formáló kriovulkanikus tevékenységről.

A jégvulkánok, más néven kriovulkánok kitöréseik során víz és valamilyen fagyásgátló anyag – talán folyékony ammónia vagy metán – keverékét lövellik ki a víz fagyáspontjánál jóval alacsonyabb hőmérsékleten. A kitörések során kialakuló jégfolyások a földi vulkánkitörésekkor megjelenő, jól ismert lávafolyások hideg megfelelői. Mivel úgy gondolják, hogy a Ceres kemény kérge alatt folyékony és szilárd anyagok sós keveréke rejlik, a geológusok a felszínen már korábban is keresték a kriovulkanikus tevékenység bizonyítékait.

A Ceresen magasodó hatalmas Ahuna Mons kiváló példa erre. A kérdés már csak az, hogy miért nincs több hasonló jégcsúcs az égitesten. A magyarázat a reológia, vagyis az anyagok folyási tulajdonságait tárgyaló tudományág finomságaiban rejlik. Az említett tanulmány a reológiai modell és egy topográfiai elemzés segítségével állította fel a Ceres kriovulkanikus történetét.

Az Ahuna Mons valószínűleg akkor jött létre, amikor a felszín alól előtört a víz és a fagyásgátló anyagok keveréke. A képet a NASA Dawn űrszondája által készített felvételekből állították össze. Forrás: NASA

Az Arizonai Egyetem kutatója, Michael Sori vezette csapat elemezte a Ceres 22 magaslatának formáját és azok méretarányait (vagyis azt, hogy szélességükhöz viszonyítva milyen magasra emelkednek ki a felszínből).

Az Ahuna Mons (balra) sokkal magasabb, mint a középső képen látható, idősebb, névtelen hegycsúcs. A nagyjából 2 milliárd éves Yamor Mons (jobbra) viszont megőrizte eredeti magasságát, mivel közel fekszik a mindig hideg északi pólushoz, ahol a jégfolyások sokkal lassabban engednek a gravitációs erőnek. Forrás: Michael Mori / Nature Astronomy

A csapat az Ahuna Monsot tekintette az összehasonlítás alapjának. A hegycsúcs 4 kilométer magasan emelkedik ki a környező síkságból, és a körülötte lévő becsapódási kráterek kis számából ítélve nagyjából 240 millió éves lehet, esetleg még fiatalabb. További 21 magaslatot megvizsgálva a kutatók megállapították, hogy a hegycsúcsok becsült kora néhány száz milliótól kétmilliárd évig terjed. A tanulmány azt is megállapította, hogy minél közelebb fekszik egy magaslat a Ceres egyenlítőjéhez, annál laposabb. Mivel a törpebolygó pólusai sokkal hidegebbek, ott lassabb a jégfolyás üteme.

A kutatók rájöttek, hogy minél idősebb egy magaslat a Ceresen, illetve minél közelebb van a törpebolygó egyenlítőjéhez, annál kisebb a magasság/szélesség aránya. Forrás: Michael Mori / Nature Astronomy

Mori és csapata a magaslatok földrajzi eloszlását és korát figyelembe véve megbecsülte, hogy milyen gyakran történik kriogenikus aktivitás a Ceresen. Úgy találták, hogy átlagosan 50 ezer évente lehet rá számítani. Ezek a kitörések minden évben mintegy 10 ezer köbméter sós keveréket juttatnak a felszínre, ami csekély szám ahhoz képest, hogy a Föld vulkánjai évente több mint egymilliárd köbméter olvadt sziklát öklendeznek ki. Hogy mi táplálja a Ceres kriovulkanikus aktivitását? A legvalószínűbb válasz szerint egyes izotópok radioaktív bomlása, ahogy az más bolygókon is történik. Egy másik, ellentmondásosabb elmélet szerint a Ceres felszínét érő becsapódások indítják be a folyamatot.

Művészi ábrázolás a Ceres belső szerkezetéről a Dawn adatai alapján. A világoskék külső köpeny nagyrészt vízjégből, sókból és hidratált ásványokból áll. Geokémikusok szerint a kéreg alatt egy olyan réteg fekszik, amely akár 100 km vastag is lehet, és részben sós folyadék alkotja. Forrás: NASA

Ahogy a Dawn űrszonda közeledett a Ceres felé, számos más lenyűgöző felszínforma mellett fényes jégfoltokat is talált a felszínen. Az Ahuna Mons oldalában és az Occator kráterben felfedezett foltok utaltak először arra, hogy a Ceres kriovulkanikusan aktív lehet. A jégvulkánok a külső Naprendszer sziklás égitestein is felszínformáló hatásúak lehetnek. A Ceres mellett a Szaturnusz Enceladus nevű holdjának felszínét is jeges gejzírek és jégfolyások alakítják, ahogy a Plútóét és a Jupiter Europa nevű holdjáét is.

A Dawn küldetése lassan a végéhez ér. A szonda legkésőbb október közepén kifogy az üzemanyagból, és tartósan pályára áll a Ceres körül. A szondát 2007. szeptember 27-én bocsátották fel egy Delta II-es hordozórakétával, és 2015 óta vizsgálja a Cerest. Azóta temérdek feldolgozandó adatot küldött, több évnyi munkával látva el a bolygókutatókat.

Forrás: Dawn Probes Role of Cryovolcanism on Ceres, Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás