Een team van het Southwest Research Institute ontwikkelde een nieuw geochemisch model dat onthult dat koolstofdioxide (CO ₂ ) vanuit Enceladus, een oceaan-herbergende maan van Saturnus, kan worden gecontroleerd door chemische reacties op de zeebodem. Het bestuderen van de pluim van gassen en bevroren zeespray die vrijkomt door scheuren in het ijzige oppervlak van de maan suggereert een interieur dat complexer is dan eerder werd gedacht.

"Door de samenstelling van de pluim te begrijpen, we kunnen leren hoe de oceaan is, hoe het zo heeft kunnen zijn en of het een omgeving biedt waar het leven zoals we dat kennen zou kunnen overleven, " zei Dr. Christopher Glein van SwRI, hoofdauteur van een paper in Geofysische onderzoeksbrieven het onderzoek schetsen. "We bedachten een nieuwe techniek om de pluimsamenstelling te analyseren om de concentratie opgeloste CO . te schatten ₂ in de oceaan. Dit maakte modellering mogelijk om diepere interne processen te onderzoeken."

Analyse van massaspectrometriegegevens van NASA's Cassini-ruimtevaartuig geeft aan dat de overvloed aan CO ₂ wordt het best verklaard door geochemische reacties tussen de rotsachtige kern van de maan en vloeibaar water uit de ondergrondse oceaan. Door deze informatie te integreren met eerdere ontdekkingen van silica en moleculaire waterstof (H ₂ ) wijst op een meer complexe, geochemisch diverse kern.

"Op basis van onze bevindingen Enceladus lijkt een enorm koolstofvastleggingsexperiment te demonstreren, " zei Glein. "Op aarde, klimaatwetenschappers onderzoeken of een soortgelijk proces kan worden gebruikt om de industriële uitstoot van CO . te verminderen ₂ . Met behulp van twee verschillende datasets, we hebben CO . afgeleid ₂ concentratiebereiken die intrigerend vergelijkbaar zijn met wat zou worden verwacht van het oplossen en vormen van bepaalde mengsels van silicium- en koolstofhoudende mineralen op de zeebodem."

Een ander fenomeen dat bijdraagt ​​aan deze complexiteit is de waarschijnlijke aanwezigheid van hydrothermale ventilatieopeningen in Enceladus. Op de oceaanbodem van de aarde, hydrothermale ventilatieopeningen geven hete, energierijk, met mineralen beladen vloeistoffen waardoor unieke ecosystemen vol met ongewone wezens kunnen gedijen.

"De dynamische interface van een complexe kern en zeewater zou mogelijk energiebronnen kunnen creëren die het leven ondersteunen, " zei Dr. Hunter Waite van SwRI, hoofdonderzoeker van Cassini's Ion Neutral Mass Spectrometer (INMS). "Hoewel we geen bewijs hebben gevonden voor de aanwezigheid van microbieel leven in de oceaan van Enceladus, het groeiende bewijs voor chemisch onevenwicht biedt een verleidelijke hint dat bewoonbare omstandigheden zouden kunnen bestaan ​​​​onder de ijzige korst van de maan."

De wetenschappelijke gemeenschap blijft de vruchten plukken van Cassini's korte vlucht langs Enceladus op 28 oktober, 2015, voor het einde van de missie. INMS gedetecteerd H ₂ terwijl het ruimtevaartuig door de pluim vloog, en een ander instrument had eerder kleine deeltjes silica gedetecteerd, twee chemicaliën die worden beschouwd als markers voor hydrothermische processen.

"Verschillende bronnen van waargenomen CO ₂ , silica en H ₂ impliceren mineralogisch en thermisch diverse omgevingen in een heterogene rotsachtige kern, "Glein zei. "We suggereren dat de kern is samengesteld uit een koolzuurhoudende bovenlaag en een serpentinized interieur." Carbonaten komen vaak voor als sedimentair gesteente zoals kalksteen op aarde, terwijl serpentijnmineralen worden gevormd uit stollingsgesteenten op de zeebodem die rijk zijn aan magnesium en ijzer.

Er wordt voorgesteld dat hydrothermische oxidatie van gereduceerd ijzer diep in de kern H . creëert ₂ , terwijl hydrothermale activiteit die kwartshoudende koolzuurhoudende rotsen kruist, silicarijke vloeistoffen produceert. Dergelijke gesteenten kunnen ook de CO . beïnvloeden ₂ chemie van de oceaan via lage-temperatuurreacties met silicaten en carbonaten op de zeebodem.

"De implicaties voor mogelijk leven mogelijk gemaakt door een heterogene kernstructuur zijn intrigerend, "zei Glein. "Dit model zou kunnen verklaren hoe planetaire differentiatie- en veranderingsprocessen chemische (energie) gradiënten creëren die nodig zijn voor het ondergrondse leven."