Wetenschap
Orbitale excentriciteit heeft mogelijk geleid tot een jonge ondergrondse oceaan op Saturnusmaan Mimas
Saturnusmaan Mimas had een enorme ondergrondse oceaan kunnen laten groeien, omdat de excentriciteit van de baan afnam tot de huidige waarde en ervoor zorgde dat de ijzige schil smolt en dunner werd.
‘In ons vorige werk ontdekten we dat als Mimas vandaag de dag een oceaanwereld wil zijn, het in het verleden een veel dikkere ijslaag moet hebben gehad. Maar omdat de excentriciteit van Mimas in het verleden nog groter zou zijn geweest, is de weg om uit een dikke laag te komen ijs tot dunner ijs was minder helder”, zegt Matthew E. Walker, senior wetenschapper van het Planetary Science Institute. "In dit werk hebben we laten zien dat er een manier is waarop de ijskap momenteel dunner wordt, zelfs nu de excentriciteit afneemt als gevolg van de opwarming van de getijden, maar de oceaan moet geologisch gezien erg jong zijn."
Walker is co-auteur van "De evolutie van een jonge oceaan binnen Mimas", dat verschijnt in Earth and Planetary Science Letters . Alyssa Rose Rhoden van het Southwest Research Institute is hoofdauteur.
"Excentriciteit is de drijvende kracht achter de getijdenopwarming. Op dit moment is het erg hoog in vergelijking met andere actieve oceaanmanen, zoals het naburige Enceladus. We denken dat getijdenverwarming de warmtebron is die verantwoordelijk is voor het momenteel dunner worden van de schaal", aldus Walker. "Getijdenverwarming is echter geen vrije energie, dus als het de schil smelt, trekt het energie uit de baan, waardoor de excentriciteit afneemt totdat het uiteindelijk circulair wordt en het hele ding wordt afgesloten."
Het begin van het smelten moest plaatsvinden toen de excentriciteit van Mimas twee tot drie keer de huidige waarde bedroeg. Een dunner wordende ijslaag gedurende de afgelopen 10 miljoen jaar van de evolutie van Mimas komt overeen met de geologie ervan.
"Als we aan oceaanwerelden denken, zien we over het algemeen niet veel kraters omdat de omgeving weer boven water komt en ze uiteindelijk uitwist, zoals Europa of de zuidpool van Enceladus. De vorm, de centrale piek en het ongestoorde interieur van de Herschel-krater vereisen dat de granaat in het verleden dikker moet zijn geweest toen Herschel werd gevormd. Om de kratermorfologie te krijgen die we waarnemen, moet de granaat minstens 55 kilometer lang zijn geweest toen hij werd geraakt,' zei Walker.
"Kraters kunnen door hun morfologie aanwijzingen geven over de aanwezigheid van een oceaan en de dikte van de ijsschelp, zoals de verhouding tussen de diameter van de krater en de diepte ervan en het bestaan van een centrale piek."
Mimas heeft een straal van een kleine 200 kilometer. De dikte van de buitenste hydrosfeer, bestaande uit ijs en vloeistof, wordt grofweg geschat op ongeveer 70 kilometer. De huidige schattingen van de dikte van de ijsschelpen bedragen 20 tot 30 kilometer, gebaseerd op de precessie (de rotatiebeweging van de as van een draaiend lichaam), of een kleiner bereik van 24 tot 31 kilometer vanaf de libratie (een lichte schommeling in de rotatiesnelheid). van de maan waardoor het lijkt alsof hij heen en weer knikt) metingen, waardoor een oceaan overblijft die ongeveer 40 tot 45 kilometer diep is voordat deze de rots raakt.
"Misschien zien we Mimas op een bijzonder interessant moment. Om te voldoen aan de huidige excentriciteit en de diktebeperkingen op basis van de libratie-informatie, denken we dat dit hele ding niet eerder dan ongeveer 25 miljoen jaar geleden moet zijn begonnen. Met andere woorden We denken dat Mimas tot 10 tot 25 miljoen jaar geleden volledig bevroren was, waarna de ijsschil begon te smelten