Приливные напряжения могут вызывать постоянные "ледотрясения" на шестом по величине спутнике Сатурна, Энцеладе — перспективного места для поиска жизни за пределами Земли. Лучшее понимание сейсмической активности может выявить то, что находится под ледяной корой Луны, и дать подсказки об обитаемости ее океана.

Диаметр Энцелада составляет около 500 километров, и он почти полностью покрыт льдом. Луна почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и ее яркая поверхность отражает большую часть солнечного света, что делает ее очень холодной, однако исследователи давно предполагают, что лед покрывает лежащий под ним жидкий океан.

Луна, вероятно, испытывает огромные приливные силы, вызванные Сатурном и другими, более крупными спутниками планеты — подобно тому, как Луна вызывает приливы на Земле. Эти приливные движения внутри Энцелада нагревают его внутреннюю часть, растрескивают поверхность и иногда выдавливают высокие гейзеры водяного пара через заметные трещины.

В новом исследовании использовались наблюдения за антарктическими шельфовыми ледниками, чтобы предположить, что приливы на Энцеладе могут также вызывать небольшие землетрясения во льдах в местах разломов Луны, такие как ледотрясения, наблюдаемые на плавающих ледяных щитах Антарктиды.

Исследование было опубликовано в Journal of Geophysical Research: Planets, журнале AGU, посвященном исследованию образования и эволюции планет, лун и объектов нашей Солнечной системы и за ее пределами.

Источник: AGU/JGR: Planets.
Спутниковый снимок места проведения исследований на шельфовом леднике Росса в Антарктиде (вверху) показывает два разлома во льду от приливов и отливов. "Трещины в виде полос тигра" аналогичного размера образуют складки льда в южной полярной местности Энцелада на снимке, сделанном группой обработки изображений Кассини.

Чтобы узнать больше о том, как могут перемещаться тигровые трещины Энцелада, ученые обратились к плавучим шельфовым ледникам в Антарктиде как к ближайшему аналогу на Земле тех видов активности, которые они наблюдали на Энцеладе. Затем они могли бы использовать свои знания о том, как определенные поверхности на нашей планете вызывают сейсмическую активность, чтобы оценить, какой вид сейсмической активности происходит на далекой Луне.

Исследователи проанализировали данные, собранные сейсмометрами вдоль шельфового ледника Росса на южном континенте в период с 2014 по 2016 год, и сравнили их со спутниковыми изображениями этого района. Особое внимание было уделено двум сейсмометрам, установленным рядом с большими трещинами на ледяной плите.

Они связали сейсмическую активность с напряжением, возникающим вдоль этих трещин. Большинство ледотрясений на шельфовом леднике Росс происходило, когда трещины расходились, что случается во время приливов.

Источник: AGU/JGR: Planets.
Шельфовые ледники, плавающие в Южном океане Земли, поднимаются и опускаются вместе с приливами, вызывая перекаты и трещины. Ледотрясения возникают чаще всего, когда приливы разрывают трещины. Модели предполагают, что сейсмическая активность на Энцеладе, вероятно, соответствует приливам на Луне.

У нас нет измерений сейсмической активности на Энцеладе, но исследователи создали модели, которые сравнивали типы трещин, которые они видели на поверхности Луны, с трещинами на шельфовом леднике Росса.

Эти модели показали, что наибольшая сейсмическая активность на Энцеладе, вероятно, связана с приливами. Пик сейсмической активности возникает, когда Энцелад проходит на 100 градусов от ближайшего сближения с Сатурном во время его орбиты. Океан подо льдом в этот момент действует как вода внутри взмахивающего воздушного шара. Ледяные трещины образуются в точках наибольшего напряжения, где воздушный шар может развалиться. Ледотрясения вдоль этих трещин не являются массовыми даже в периоды пиковых нагрузок.

Космический корабль Кассини показал, что луна геологически активна, трудно сказать, как это отражается на сейсмической активности. Это исследование представляет собой действительно ключевой способ изучения того, как может выглядеть сейсмичность на Энцеладе и других ледяных мирах, активируемых приливами, путем изучения лучших аналогов, которые мы можем найти на Земле.

Источник: NASA.
Этот вид в разрезе спутника Сатурна Энцелада - это художественный рендеринг, который изображает возможную гидротермальную активность, которая может происходить на дне океана под поверхностью Луны и под ним, на основе результатов миссии NASA "Кассини".

Ученые считают, что нуэно стремиться размещать сейсмометры в пределах 10 километров от этих трещин во время любых будущих миссий на Энцелад, чтобы узнать больше о том, что происходит ниже.

Более подробная информация о сейсмической активности может дать нам больше информации о толщине ледяной корки на Энцеладе. На данный момент, никаких миссий в Энцелада не было запланировано, но ESA планирует миссию на другую ледяную луну — Европу.

Аналогичная работа может быть проведена на Титане, самом большом спутнике Сатурна, мире, также покрытом льдом, который может скрывать жидкие океаны и является еще одним лучшим выбором для потенциальной внеземной жизни. Миссия NASA Dragonfly нацелена на посещение Титана в 2036 году.