Криовулканы Цереры извергались в течение миллиарда лет — ученые

Криовулканы Цереры извергались в течение миллиарда лет — ученые

Американские исследователи представили новые доказательства того, что криовулканы Цереры извергались в течение последнего миллиарда лет, хотя в настоящее время различить их останки на поверхности планеты практически невозможно.

Для этого ученые смоделировали растекание вулкана и сравнили результаты расчетов с картой, построенной зондом Dawn. Кроме того, ученые оценили среднюю скорость истекания вещества из недр планеты, которая оказалась примерно в десять раз ниже аналогичного показателя для планет земной группы. Статья опубликована в Nature, передает N+1.

Когда говорят о вулканах, обычно представляют себе потоки раскаленной лавы, прорывающиеся из недр планеты. Именно так выглядят вулканы на Земле и других планетах с горячим ядром (например, на Марсе). Тем не менее, на некоторых очень холодных планетах могут возникать криовулканы, которые извергают жидкую или газообразную криолаву — воду, аммиак или метан. Впервые криовулканы были обнаружены «Вояджером-2» на спутнике Нептуна Тритоне, а впоследствии аналогичные объекты были найдены на Титане, Энцеладе, Плутоне и Церере.

Первые доказательства криовулканической активности карликовой планеты Цереры ученые нашли в сентябре 2016 года. Анализируя фотографию пятикилометровой горы Ахуна, сделанную зондом Dawn, исследователи пришли к выводу, что она могла образоваться только в результате извержения криовулкана. В дальнейшем эту гипотезу подтвердило распределение карбонатов по поверхности карликовой планеты, а также химический состав загадочных белых пятен. Тем не менее, гора Ахуна оказалась единственным криовулканом на поверхности планеты, и к тому же довольно молодым — по оценкам ученых, она образовалась не раньше, чем 240 миллионов лет назад (а скорее всего, значительно позже). Причины такой уникальности оставались непонятными и еще больше ситуацию осложняло то, что постепенное охлаждение планеты не позволяло проследить историю ее криовулканизма дальше, чем на несколько сотен миллионов лет назад.

В январе 2017 группа ученых под руководством Майкла Сори (Michael Sori) предложила решение этой проблемы. Исследователи заметили, что извергаемое криовулканами Цереры вещество не застывает навсегда, но имеет конечную вязкость и может течь, хотя и очень медленно. Из-за этого купол криовулкана, который перестал извергаться, постепенно расползается, и через несколько сотен миллионов лет различить его становится очень сложно. К сожалению, собранных на тот момент данных оказалось недостаточно, чтобы подтвердить эту гипотезу, хотя она и выглядела правдоподобно. Интересно, что годом раньше другая группа ученых обнаружила, что края кратеров, оставшихся на поверхности карликовой планеты после падения метеоритов, также расползаются со временем, в результате чего большие кратеры постепенно затягиваются.

Полтора года спустя ученые вернулись к этой гипотезе и более тщательно проанализировали карту высот, составленную зондом Dawn. В результате исследователи обнаружили 32 кандидата на криовулканы (включая гору Ахуна), каждый из которых имел диаметр не менее 10 километров. Затем ученые исключили из этого списка 10 кандидатов, форма которых была слишком сильно испорчена кратерами, чтобы им можно было однозначно приписать какую-то высоту или диаметр. Для оставшихся 22 объектов планетологи рассчитали соотношение сторон, то есть отношение площади поверхности к площади основания (для идеального конуса радиуса R и высоты H это отношение равно √(1 + (H/R)2)). Гипотеза вязкого растекания предполагает, что объем вещества в куполе криовулкана остается постоянным, однако его высота уменьшается со временем, а диаметр — увеличивается. Это значит, что соотношение сторон должно уменьшаться при старении криовулкана. Кроме того, приполярные вулканы должны растекаться медленнее, чем экваториальные: чем дальше от полюса — тем выше температура вещества, а следовательно, тем меньше его вязкость и тем выше скорость растекания. В самом деле, средняя температура на полюсах Цереры не превышает 100 градусов Кельвина, тогда как средняя температура на экваторе примерно в полтора раза больше. Поэтому ученые проверили, как отношение сторон остатков криовулкана зависит от его широты, и сравнили построенную зависимость с данными численных расчетов, основанных на уравнении Стокса и методе конечных элементов (finite element method, FEM).

В результате исследователи обнаружили, что экспериментальные данные довольно хорошо ложатся на теоретически рассчитанные кривые. Это подтверждает гипотезу вязкого растекания. В самом деле, ученые не нашли и одного объекта с большим соотношением сторон вблизи экватора (они все растеклись со временем), а соотношение для единственного приполярного объекта было сравнительно велико (он и не должен был растекаться). Разумеется, эти факты нельзя рассматривать как однозначное подтверждение гипотезы, однако другие рассмотренные учеными теории не могли их полностью объяснить.

Наконец, ученые рассчитали возраст предполагаемых остатков криовулканов, предполагая, что их гипотеза истинна. Оказалось, что самый старый из остатков образовался примерно 1,5 миллиарда лет назад. Средняя скорость истечения криолавы (суммарный объем остатков, деленный на возраст самого старого из них) при этом составила примерно 10 тысяч кубических метров в год. Если нормировать этот показатель на площадь карликовой планеты и сравнить его с аналогичными показателями для планет земной группы, на которых извергаются обычные вулканы, то окажется, что он примерно на порядок меньше среднего. Таким образом, авторы статьи заключают, что извержения криовулканов не прекращались на протяжении практически всей истории Цереры, однако воздействие этого процесса на облик карликовой планеты нельзя сравнить с извержениями на планетах земной группы.

Космический аппарат Dawn был запущен 27 сентября 2007 года и вышел на орбиту Цереры весной 2015, а в скором времени передал на Землю первые снимки карликовой планеты. За время своей работы зонд успел увидеть сезонное таяние льда и признаки замерзшего подземного океана, найти воду и следы органических веществ, составить гравитационную карту Цереры и вплотную приблизиться к ее поверхности. К сожалению, в скором времени зонд Dawn прекратит свою работу, и собирать новые данные о Церере будет сложно: на прошлой неделе инженеры NASA сообщили, что зонду хватит топлива не больше, чем на месяц.

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook

Последние новости
Зеленский сделал неожиданный шаг в Израиле

Зеленский сделал неожиданный шаг в Израиле

Украинская делегация во главе с Зеленским уступила места на форуме памяти Холокоста тем, кто его пережил
Гончарук рассказал в Давосе о сказочном росте экономики в Украине

Гончарук рассказал в Давосе о сказочном росте экономики в Украине

Премьер-министр заявил, что украинская экономика растет быстрее, чем в мире.
В МЧС предупредили украинцев о первом уровне опасности

В МЧС предупредили украинцев о первом уровне опасности

Государственная служба Украины по чрезвычайным ситуациям объявила первый уровень опасности из-за погодных условий
Черные дыры: подтверждено существование излучения Хокинга

Черные дыры: подтверждено существование излучения Хокинга

Молодые черные дыры окружены квантовым «пухом» из виртуальных частиц.
Загороднюк раскрыл детали подготовки оборонного заказа на 2020 год

Загороднюк раскрыл детали подготовки оборонного заказа на 2020 год

Оборонный заказ на 2020 год готовят по стандартам НАТО, заявил профильный министр.
Зарплату Зеленского за год показали украинцам

Зарплату Зеленского за год показали украинцам

Президент получил меньше министров и руководителей госкомпаний
Арахамия задумал ввести в Украину английские суды и право

Арахамия задумал ввести в Украину английские суды и право

Инициатива должна усилит доверие инвесторов к Украине
Назван самый полезный для гипертоников вид спорта

Назван самый полезный для гипертоников вид спорта

Занятия йогой минимизируют негативные последствия повышенного давления.
Япония «запретила» китайцев после вспышки nCoV

Япония «запретила» китайцев после вспышки nCoV

В Японии нашли новый способ борьбы со смертельным коронавирусом
Гончарук похвастался встречей с польским коллегой

Гончарук похвастался встречей с польским коллегой

Гончарук обсудил с Моравецким развитие инфраструктуры Украины
Функция защиты от слежки в браузере Apple помогает следить за пользователями — Google

Функция защиты от слежки в браузере Apple помогает следить за…

Компания Google заявила, что функция обеспечения приватности в браузере Apple позовляет следить за пользователями.
В Испании бушует шторм “Глория”: есть погибшие

В Испании бушует шторм “Глория”: есть погибшие

В результате шторма погибли уже 9 человек.
Человек Порошенко попал в неприятную историю с «золотым мандарином»

Человек Порошенко попал в неприятную историю с «золотым мандарином»

Борис Бабин заявил о попытке вручения подозрения от НАБУ и САП
Новосад уточнила, чем ее не устраивает министерская зарплата

Новосад уточнила, чем ее не устраивает министерская зарплата

Председатель Минобразования объяснила недовольство своей заработной платой
Дубилет озвучил результаты переписи населения по Киеву

Дубилет озвучил результаты переписи населения по Киеву

Киев - самый населенный город Украины.
Швейцарская полиция разогнала водометами и газом протесты против форума в Давосе

Швейцарская полиция разогнала водометами и газом протесты против форума в…

Полиция Цюриха применила спецсредства для усмирения протеста против форума в Давосе.
Созданы наночастицы, которые уменьшают отек мозга

Созданы наночастицы, которые уменьшают отек мозга

Новые наночастицы уменьшили отек мозга при черепно-мозговых травмах.
У Трампа рассекретили документы по Украине

У Трампа рассекретили документы по Украине

Опубликовано почти 200 страниц документов, включая переписку американских чиновников
Гончарук анонсировал дату начала программы с МВФ

Гончарук анонсировал дату начала программы с МВФ

В ближайшие месяцы может быть начата программа с МВФ, заявил премьер-министр.
Синоптики дали прогноз погоды на февраль

Синоптики дали прогноз погоды на февраль

В феврале в Украину придет аномальная погода
Ученые сделали открытие о роли соли при похудении

Ученые сделали открытие о роли соли при похудении

Исследователи пришли к выводу, что соль не способствует похудению.
Гончарук в Давосе рассказал, когда Украина воплотит проекты по интеграции в ЕС

Гончарук в Давосе рассказал, когда Украина воплотит проекты по интеграции…

К 2023 году Украина намерена воплотить стратегические проекты с Евросоюзом.
Украинцы жестко отреагировали на заявление Арахамии об «отмене евроинтеграции»

Украинцы жестко отреагировали на заявление Арахамии об «отмене евроинтеграции»

Украина отреагировала на слова Арахамии про ЕС
Россияне назвали главную угрозу человечеству, и это не Путин

Россияне назвали главную угрозу человечеству, и это не Путин

Россияне нашли угрозу страшнее терроризма и войны
В Китае научились успешно лечить новый коронавирус

В Китае научились успешно лечить новый коронавирус

Лечение нового вируса пневмонии возможно путем экстракорпорального насыщения крови кислородом.
Ученые впервые наблюдали, что происходит в окрестностях черной дыры

Ученые впервые наблюдали, что происходит в окрестностях черной дыры

Напрямую черные дыры невозможно наблюдать из-за того, что они поглощают свет.
Зеленский поделился ожиданиями от встречи с Путиным

Зеленский поделился ожиданиями от встречи с Путиным

Президент Украины надеется на диалог с Путиным в Израиле
Свыше 10 млн украинцев оказались за чертой бедности — Гончарук

Свыше 10 млн украинцев оказались за чертой бедности — Гончарук

Необходимо системно поднять уровень жизни украинцев, заявил Гончарук.
США изменили правила выдачи виз беременным женщинам

США изменили правила выдачи виз беременным женщинам

США намерены ограничить "родильный туризм".
У Рябошапки завели дело на Киву после драки в ресторане

У Рябошапки завели дело на Киву после драки в ресторане

Кива заявил о своей позиции по драке в ресторане
Читай также
Последние новости

Зеленский сделал неожиданный шаг в Израиле

Гончарук рассказал в Давосе о сказочном росте экономики…

В МЧС предупредили украинцев о первом уровне опасности

Черные дыры: подтверждено существование излучения Хокинга

Загороднюк раскрыл детали подготовки оборонного заказа на 2020…

Зарплату Зеленского за год показали украинцам

Арахамия задумал ввести в Украину английские суды и…

Назван самый полезный для гипертоников вид спорта

Япония «запретила» китайцев после вспышки nCoV

Гончарук похвастался встречей с польским коллегой

Функция защиты от слежки в браузере Apple помогает…

В Испании бушует шторм “Глория”: есть погибшие

Человек Порошенко попал в неприятную историю с «золотым…

Новосад уточнила, чем ее не устраивает министерская зарплата

Дубилет озвучил результаты переписи населения по Киеву