Ученые раскрыли новое захватывающее представление о том, как сформировался ландшафт карликовой планеты Плутон.
Команда международных исследователей, в том числе доктор Адриен Морисон из Эксетерского университета, показала, как сформировались огромные ледяные образования в одном из крупнейших кратеров планеты, Sputnik Planitia (Равнина Спутника).
Возможно, самой поразительной особенностью поверхности Плутона, Sputnik Planitia, является ударный кратер, состоящий из яркой равнины, немного больше Франции, и заполненный азотным льдом.
Для нового исследования ученые использовали сложные методы моделирования, чтобы показать, что эти формы льда, полигональные по форме, образуются в результате сублимации льда — явления, при котором твердый лед способен превращаться в газ, не переходя в жидкое состояние.
Исследовательская группа показывает, что эта сублимация азотного льда усиливает конвекцию в ледяном слое Sputnik Planitia за счет охлаждения его поверхности.
Исследование опубликовано в ведущем журнале Nature в среду, 15 декабря 2021 года.
Доктор Морисон, научный сотрудник отдела физики и астрономии Эксетера, сказал: «Когда космический зонд New Horizon совершил единственный на сегодняшний день облет Плутона в 2015 году, собранных данных было достаточно, чтобы кардинально изменить наше понимание этого удаленного мира.
«В частности, он показал, что Плутон все еще геологически активен, несмотря на то, что находится далеко от Солнца и имеет ограниченные внутренние источники энергии. Это относится и к Sputnik Planitia, где условия поверхности позволяют газообразному азоту в его атмосфере сосуществовать с твердым азотом.
«Мы знаем, что поверхность льда демонстрирует замечательные полигональные особенности — образуется в результате тепловой конвекции в азотном льду, постоянно организующей и обновляющей поверхность льда. Однако оставались вопросы о том, как именно мог произойти этот процесс».
В новом исследовании группа ученых провела серию численных симуляций, которые показали, что охлаждение от сублимации способно приводить в действие конвекцию таким образом, чтобы это соответствовало многочисленным данным, полученным с Новых горизонтов, включая размер полигонов, амплитуду рельефа и скорости смены поверхности.
Это также согласуется с временными масштабами, в которых климатические модели предсказывают сублимацию области Sputnik Planitia, начиная примерно с 1-2 миллиона лет назад. Исследование показало, что динамика этого слоя азотного льда повторяет динамику, обнаруженную в океанах Земли, обусловленную климатом.
Подобная динамика твердого слоя, обусловленная климатом, может также наблюдаться на поверхности других планетных тел, таких как Тритон (один из спутников Нептуна) или Эрис и Макемаке (из Пояса Койпера).
Иллюстрация к статье:
Обсуждение