Begraven onder 20 kilometer ijs, de ondergrondse oceaan van Enceladus - een van de manen van Saturnus - lijkt te karnen met stromingen die verwant zijn aan die op aarde.

De theorie, afgeleid van de vorm van de ijsschelp van Enceladus, daagt het huidige denken uit dat de mondiale oceaan van de maan homogeen is, afgezien van enige verticale vermenging aangedreven door de warmte van de kern van de maan.

Enceladus, een kleine bevroren bal met een diameter van ongeveer 500 kilometer (ongeveer 1/7e van de diameter van de maan van de aarde), is de zesde grootste maan van Saturnus. Ondanks zijn kleine formaat, Enceladus trok de aandacht van wetenschappers in 2014 toen een flyby van het Cassini-ruimtevaartuig bewijs ontdekte van zijn grote ondergrondse oceaan en water bemonsterde van geiserachtige uitbarstingen die optreden door scheuren in het ijs op de zuidpool. Het is een van de weinige locaties in het zonnestelsel met vloeibaar water (een andere is Jupiters maan Europa), waardoor het een interessant doelwit is voor astrobiologen die op zoek zijn naar tekenen van leven.

De oceaan op Enceladus is bijna geheel anders dan die van de aarde. De oceaan op aarde is relatief ondiep (gemiddeld 3,6 km diep), beslaat driekwart van het aardoppervlak, is warmer aan de top van de zonnestralen en kouder in de diepten nabij de zeebodem, en heeft stromingen die worden beïnvloed door wind; Enceladus, In de tussentijd, lijkt een wereldomvattende en volledig ondergrondse oceaan te hebben die minstens 30 km diep is en aan de bovenkant wordt gekoeld bij de ijsschelp en aan de onderkant wordt opgewarmd door warmte van de kern van de maan.

Ondanks hun verschillen, Caltech-afgestudeerde student Ana Lobo (MS '17) suggereert dat oceanen op Enceladus stromingen hebben die lijken op die op aarde. Het werk bouwt voort op metingen door Cassini en op het onderzoek van Andrew Thompson, hoogleraar milieuwetenschappen en techniek, die de manier heeft bestudeerd waarop ijs en water op elkaar inwerken om oceaanvermenging rond Antarctica te stimuleren.

De oceanen van Enceladus en de aarde hebben één belangrijk kenmerk gemeen:ze zijn zout. En zoals blijkt uit bevindingen gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen op 25 maart, variaties in zoutgehalte kunnen dienen als drijvende krachten achter de oceaancirculatie op Enceladus, net als in de Zuidelijke Oceaan van de aarde, die Antarctica omringt.

Lobo en Thompson werkten samen aan het werk met Steven Vance en Saikiran Tharimena van JPL, die Caltech beheert voor NASA.

Zwaartekrachtmetingen en warmteberekeningen van Cassini hadden al uitgewezen dat de ijsschil aan de polen dunner is dan aan de evenaar. Gebieden met dun ijs aan de polen worden waarschijnlijk geassocieerd met smelten en gebieden met dik ijs op de evenaar met bevriezing, zegt Thompson. Dit heeft invloed op de oceaanstromingen, want wanneer zout water bevriest, het maakt de zouten vrij en maakt het omringende water zwaarder, waardoor het zinkt. Het tegenovergestelde gebeurt in smeltgebieden.

"Door de verdeling van ijs te kennen, kunnen we beperkingen opleggen aan circulatiepatronen, " legt Lobo uit. Een geïdealiseerd computermodel, gebaseerd op Thompson's studies van Antarctica, suggereert dat de gebieden van bevriezen en smelten, geïdentificeerd door de ijsstructuur, zou worden verbonden door de oceaanstromingen. Dit zou een pool-naar-evenaar circulatie creëren die de verdeling van warmte en voedingsstoffen beïnvloedt.

"Begrijpen welke regio's van de ondergrondse oceaan het meest gastvrij zijn voor het leven zoals we dat kennen, zou op een dag de inspanningen kunnen helpen om naar tekenen van leven te zoeken, ' zegt Thompson.