شکاف‌های اقیانوسی در انسلادوس چطور شکل می‌گیرد؟

MacTavish · 15/1/20

بیگ بنگ: یک مدلسازی جدید از وجود شکاف‌های سطحی در انسلادوس قمر زحل پرده برداشت. به گفته محققان از این شکاف‌های سطحی یخ آب به بیرون فوران می کند که از اقیانوس زیر سطحی انسلادوس نشات می گیرد.

به گزارش بیگ بنگ، تحقیقات جدید به سرپرستیِ «داگ همینگوِی» در موسسه علوم کارنگی از فیزیکِ حاکم بر شکاف‌های انسلادوس پرده برداشت؛ آب اقیانوس زیرسطحی از این شکاف‌ها به سطح یخی این قمر فوران می‌کند و باعث می‌شود قطب جنوب آن طرح ببری عجیبی به خود بگیرد. همینگوی که با «دیویس و مایکل مانگا» از دانشگاه برکلی و «مکس رادولف» از دانشگاه کالیفرنیا همکاری می‌کند، از مدل‌هایی برای بررسی نیروهای فیزیکی در انسلادوس استفاده کرد؛ این نیروها زمینه را برای شکل‌گیری شکاف‌های طرح ببری فراهم می‌کنند.

محققان میخواهند بدانند چرا این نوارهای یخی فقط در قطب جنوب قمر انسلادوس وجود دارند و چرا شکاف‌ها با فاصلۀ یکنواختی از هم قرار گرفته‌اند. طول برخی از آنها به ۱۳۰ کیلومتر می‌رسد و فاصله این نوارهای یخی از هم در حدود ۳۵ کیلومتر می‌ب‍اشد. بر اساس یافته‌های محققان، شکاف‌هایی طرح‌های ببری انسلادوس را تشکیل میدهند، می‌توانند در هر دو قطبِ این قمر به وجود بیایند؛ اما قطب جنوب توانست زودتر از قطب شمال این شکاف‌ها را به وجود آورَد. انسلادوس به دلیل مرکزگریزی مدارش، گرمایش درونی دارد. گاهی اوقات اندکی بیشتر به زحل نزدیک است و گاهی دورتر از آن قرار دارد؛ این عامل باعث بدشکلی این قمر شده است چرا که باید به جاذبۀ سیاره غول‌پیکر واکنش نشان دهد. همین فرایند است که مانع انجماد کاملِ این قمر می‌شود.

عامل اصلیِ ایجاد شکاف‌های سطح انسلادوس این است که قطب‌های این قمر بیشترین تاثیر را از تغییر شکلِ ناشی از جاذبه می‌پذیرند؛ لذا ورقه‌های یخی در بالای این شکاف‌ها خیلی نازک هستند. در طول دوره‌های سرمایش تدریجی در قمر انسلادوس، قسمتی از اقیانوس زیرسطحی آن دچار انجماد خواهد شد. به دلیل انبساط آب در هنگام انجماد، پوسته یخی از زیر ضخیم‌تر می‌شود؛ فشار در اقیانوس تا زمانی افزایش پیدا می‌کند که پوسته یخی باز شود؛ سرانجام شکاف پدید می آید. قطب‌ها به دلیل برخورداری از یخ‌های نازک، بیشترین آسیب‌پذیری را در مقابل شکاف‌ها دارند.

به باور محققان، شکافی که “بغداد” نامیده شده است، اولین شکافی بود که ایجاد شد. نام نوارهای یخی هم برگرفته از نام مکان‌های ذکر شده در داستان های «هزار و یک شب» است که به «شب های عربی» نیز معروف می‌باشد. اما این شکاف دوباره منجمد نشد و بصورت باز باقی ماند؛ لذا آب اقیانوس میتواند از درزهای آن به بیرون راه پیدا کند و سه شکاف موازی دیگر هم به وجود آمد.

رادولف گفت: «مدلِ ما چینش مرتب این شکاف‌ها را نشان می‌دهد. یک شکاف موازی در فاصلۀ ۳۵ کیلومتری شکل گرفته است. شکاف‌ها باز هستند، دچار انجماد مجدد نمی‌شوند و فوران نیز ناشی از اثرات جزر و مدی جاذبۀ زحل است. تغییر شکل قمر انسلادوس مانعِ ترمیم زخم‌های آن می‌شود؛ شکاف‌ها بطور مکرر گسترش یافته و باریک می‌شوند. آب بصورت مداوم از آنها به بیرون درز کرده و مجددا به درون آن راه پیدا می‌کند. پس یخ فرصت نمی‌کند این شکاف را پوشش دهد.»

همینگوی در پایان اظهار داشت: «چون به لطف این شکاف‌هاست که توانسته ایم از اقیانوس زیرسطحی قمر انسلادوس نمونه برداری کرده و جزئیات آن را مورد مطالعه قرار دهیم، فکر کردیم درک نیروهایی که این شکاف‌ها را به وجود آورده و آنها را تثبیت کرده، بسیار حائز اهمیت است. مدل‌سازیِ اثرات فیزیکیِ پوسته یخی انسلادوس از وجود فرایندها و رویدادهای منحصربفردی حکایت دارد که باعث می‌شوند این نوارهای یخیِ متمایز وجود داشته باشند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.

قمر “انسلادوس” ششمین قمر بزرگ زحل است و در سال ۱۷۸۹ و توسط “ویلیام هرشل” کشف شد. کاوشگرهای “ویجر” در دهه ۱۹۸۰ بر سطح آن یخ یافتند. قطر انسلادوس تنها۵۰۰ کیلومتر است و همه پرتوهای تابیده شده از خورشید را بازمی‌تاباند. دمای سطح این قمر در هنگام ظهر منفی ۱۹۸ درجه سانتی‌گراد است. سن انسلادوس ۱۰۰ میلیون سال تخمین زده شده‌ است. در سال ۲۰۱۴ براساس پژوهش‌های ناسا مشخص شد که یک اقیانوس زیر سطحی به عمق ۱۰ کیلومتر در آن وجود دارد.