Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойКосмосРаскрытие тайн ледяных разломов Титана: путешествие по космической геологии

Раскрытие тайн ледяных разломов Титана: путешествие по космической геологии

- Advertisement -

Титан вращается вокруг Сатурна. Под Титаном видны тени колец Сатурна. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Институт космических наук.

Ученые обнаружили сдвиговые разломы на ледяных спутниках нашей солнечной системы, подобные тем, которые наблюдались на разломе Сан-Андреас в Калифорнии. Эти разломы возникают, когда стены разломов скользят вбок друг мимо друга. Новое исследование Гавайского университета в Маноа, проведенное учеными Земли и космоса, изучило и объяснило происхождение этих геологических особенностей на Титане. Сатурнсамый большой спутник России и Ганимед, самый большой спутник Юпитер.

«Мы заинтересованы в изучении сдвиговой деформации на ледяных лунах, потому что этот тип разломов может способствовать обмену поверхностных и подповерхностных материалов посредством процессов сдвигового нагрева, потенциально создавая условия, способствующие возникновению жизни», — сказала Лилиан Буркхард, ведущий автор исследований. и научный сотрудник Гавайского института геофизики и планетологии Школы наук и технологий об океане и Земле в Маноа.

Когда ледяная луна движется вокруг своей родительской планеты, гравитация планеты может вызвать приливное изгибание поверхности Луны, что может привести к геологической активности, такой как сдвиговые разломы. Приливные напряжения меняются по мере того, как Луна меняет расстояние от своей планеты, потому что орбита Луны может быть эллиптической, а не круговой.

Примеры сдвиговых разломов на (а) разломе Сан-Андреас (спутниковый снимок Google Maps), (б) Ганимеде (Galileo SSI), (в) и Титане (Глобальная мозаика Титана Кассини SAR-HiSAR). Фото: (а) Разлом Сан-Андреас (спутниковый снимок Google Maps), (б) Ганимед (Galileo SSI), (в) и Титан (Глобальная мозаика Титана Кассини SAR-HiSAR)

Титан, замерзший океанский мир

Чрезвычайно низкие температуры на поверхности Титана означают, что водяной лед действует как скала, которая может трескаться, разрушаться и деформироваться. Данные из Кассини Космический корабль предполагает, что в десятках миль под замерзшей поверхностью находится океан с жидкой водой. Кроме того, Титан — единственная луна в нашей солнечной системе с плотной атмосферой, которая уникальным образом поддерживает подобный земному гидрологический цикл метана, дождя и жидкости, текущей по поверхности и наполняющей озера и моря, что ставит его в число немногих миров, которые потенциально могут содержать обитаемую среду.

НАСА Миссия Dragonfly стартует в 2027 году, а прибытие на Титан запланировано на 2034 год. Новый посадочный модуль проведет несколько полетов по поверхности, исследуя различные локации в поисках строительных блоков и признаков жизни.

В их расследование В районе кратера Селк на Титане, назначенном первоначальном месте посадки миссии «Стрекоза», Буркхард и ее соавтор исследовали возможность сдвиговых деформаций и сдвиговых нарушений. Для этого они рассчитали напряжение, которое будет оказываться на поверхность Титана из-за приливных сил, когда Луна вращается вокруг Сатурна, и проверили возможность возникновения разломов, исследуя различные характеристики замерзшего грунта.

Это улучшенное изображение спутника Юпитера Ганимеда было получено камерой JunoCam на борту космического корабля НАСА Юнона во время пролета миссии 7 июня 2021 года мимо ледяной луны. Данные этого прохода были использованы для обнаружения присутствия солей и органических веществ на Ганимеде. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/SwRI/MSSS/Каллехейкки Каннисто © CC BY

«Хотя наши предыдущие исследования показали, что некоторые области Титана в настоящее время могут подвергаться деформации из-за приливных напряжений, область кратера Селк должна будет выдерживать очень высокое давление поровой жидкости и низкий коэффициент трения земной коры для разрушения при сдвиге, что кажется маловероятным», — сказал Буркхард. «Следовательно, можно с уверенностью сделать вывод, что «Стрекоза» не приземлится в сдвиговый ров!»

Ганимед, луна с неоднозначным прошлым

В вторая публикацияБуркхард и ее соавторы исследовали геологическую историю Ганимеда, крупнейшего спутника Юпитера, в районе Ниппура/Филус Сульчи, изучив данные с высоким разрешением, доступные для этого региона, и проведя исследование приливного стресса в прошлом Ганимеда.

Ганимед задокументировал сдвиги на поверхности, но его текущая орбита слишком круглая, а не эллиптическая, чтобы вызвать какую-либо приливную деформацию.

Исследователи обнаружили, что несколько пересекающих полос легкого рельефа на участке Ниппур/Филус Сульчи демонстрируют различную степень тектонической деформации, а хронология тектонической активности, подразумеваемая картографическими взаимосвязями пересечений, выявила три эпохи различной геологической активности: древнюю, промежуточную и самую молодую.

«Я исследовал сдвиговые разломы в местности среднего возраста, и они по направлению сдвига соответствуют предсказаниям моделирования напряжений более высокого эксцентриситета в прошлом. Ганимед мог пережить период, когда его орбита была гораздо более эллиптической, чем сегодня», — сказал Буркхард.

Другие особенности сдвига, обнаруженные в более молодых геологических единицах того же региона, не совпадают по направлению сдвига с типичными индикаторами сдвига первого порядка.

«Это говорит о том, что эти особенности могли сформироваться в результате другого процесса и не обязательно из-за более высоких приливных напряжений», — добавил Буркхард. «Итак, на Ганимеде произошел приливный «кризис среднего возраста», но его самый молодой «кризис» остается загадочным».

Недавние исследования наряду с миссиями по освоению космоса создают положительную обратную связь в области знаний.

«Подобные геологические исследования, проводимые перед запуском и прибытием, информируют и направляют деятельность миссии», — сказал Буркхард. «А такие миссии, как Dragonfly, Europa Clipper и JUICE ЕКА, еще больше ограничат наш подход к моделированию и могут помочь определить наиболее интересные места для исследования спускаемых аппаратов и, возможно, для получения доступа к внутреннему океану ледяных лун».

Ссылки: «Исследование места первоначальной посадки «Стрекозы» на Титане: понимание сдвиговых разрушений и сдвигов в кратере Селк», Лилиан М.Л. Буркхард и Сара А. Фэджентс, 23 августа 2023 г., Икар.
DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115764

«Раскрытие прошлого Ганимеда: тектоника в Ниппуре / Филус Сульчи», Лилиан М.Л. Буркхард, Эмили С. Костелло, Бриджит Р. Смит-Контер, Марисса Э. Кэмерон, Джеффри К. Коллинз и Роберт Т. Паппалардо, 2 октября 2023 г., Икар.
DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115823

Исследование финансировалось Институтом астробиологии НАСА.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме