Автор: Дарья Колмина
"Питерские заметки", 07.11.2023:
Специалисты изучают геологические особенности ледяных лун Солнечной системы, исследуя механизмы, лежащие в их основе. Две недавно опубликованные статьи, подготовленные учеными из Университета Гавайев на Маноа, раскрывают механизмы, которые зафиксированы на крупнейшей луне Сатурна, Титане, и наибольшей луне Юпитера, Ганимеде.
"Мы интересуемся изучением сдвигового деформирования на ледяных лунах, потому что такой тип разломов может облегчить обмен поверхностными и подповерхностными материалами через процессы тепловой деформации, что может создать условия, способствующие появлению жизни", - сказала Лилиан Буркхард, главный автор исследований и исследователь в Институте геофизики и планетологии Гавайевского университета в Маноа в Школе океанологии и наук о Земле и технологии Университета Гавайев на Маноа.
Когда ледяная луна движется вокруг своей планеты, гравитация планеты может вызвать приливные деформации поверхности луны, что может вызвать геологическую активность, такую как сдвиговые разломы. Приливные напряжения меняются при изменении расстояния луны от своей планеты из-за того, что орбита луны может быть эллиптической, а не круглой.
Крайне низкие температуры на поверхности Титана означают, что застывшая вода может вести себя как скала, которая может трескаться, разламываться и деформироваться. Данные, предоставленные космическим аппаратом Cassini свидетельствуют о том, что на глубине десятков километров под замороженной поверхностью находится океан с жидкой водой. Более того, Титан - это единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, которая, в отличие от других, поддерживает цикл метановых облаков, дождя и жидкости на поверхности, наполняя озера и моря, что делает его одним из миров, которые, возможно, могут содержать среду, подходящую для появления жизни.
NASA подготовила миссию "Dragonfly". Её реализация запланирована на 2027 год. Предполагаемое прибытие на Титан должно произойти в 2034 году. Этот корабль с вертолетным аппаратом будет выполнять несколько полетов по поверхности, исследуя различные местоположения в поисках признаков жизни.
Проводя исследование области кратера Селк на Титане, обозначенной как начальное место посадки для миссии Dragonfly, Буркхард и ее соавтор изучили потенциал деформации из-за сдвигов и сдвиговых разломов. Для этого они вычислили напряжение, которое будет оказывать воздействие на поверхность Титана из-за приливных сил при движении луны вокруг Сатурна, и проверили возможность разломов, изучая различные характеристики замороженной почвы.
"Хотя наши предыдущие исследования указывали на то, что в некоторых областях на Титане может в настоящее время происходить деформация из-за приливных напряжений, область кратера Селк должна иметь очень высокое давление и низкий коэффициент трения коры для сдвиговой неустойчивости, что кажется маловероятным", - сказала Буркхард. - "Следовательно, можно предположить, что "Dragonfly" не приземлится в этой впадине".
Во второй публикации Буркхард и ее соавторы исследовали геологическую историю Ганимеда, крупнейшей луны Юпитера, в районе Nippur/Philus Sulci, исследуя доступные для этого региона данные высокого разрешения и проводя исследование приливных напряжений в прошлом Ганимеда.
На поверхности Ганимеда документированы сдвиговые разломы, но его текущая орбита слишком круглая, а не эллиптическая, чтобы вызывать какую-либо деформацию из-за приливных напряжений.
Исследователи обнаружили, что несколько пересекающихся полос светлой местности в районе Nippur/Philus Sulci показывают разную степень тектонической деформации, и хронология тектонической активности, выявленная по пересекающимся отношениям, показала три эпохи отчетливой геологической активности: древнюю, промежуточную и молодую.
"Я исследовала особенности сдвиговых разломов в области среднего возраста, и они соответствуют направлению сдвигов, предсказанным моделированием напряжений в период более высокой прошлой эксцентриситета (характеристика. показывающая степень отклонения эллипса от окружности). Ганимед мог пройти период, когда его орбита была гораздо более эллиптической, чем сейчас", - сказала Буркхард.
Другие признаки сдвигов в более молодых геологических единицах в этом регионе не совпадают с типичными индикаторами первого порядка для сдвигов.
"Миссии, такие как Dragonfly, Europa Clipper и JUICE Европейского космического агентства, дальше ограничат наш подход к моделированию и помогут определить наиболее интересные местоположения для исследований миссий и, возможно, для доступа к внутреннему океану ледяных лун".
"Мы интересуемся изучением сдвигового деформирования на ледяных лунах, потому что такой тип разломов может облегчить обмен поверхностными и подповерхностными материалами через процессы тепловой деформации, что может создать условия, способствующие появлению жизни", - сказала Лилиан Буркхард, главный автор исследований и исследователь в Институте геофизики и планетологии Гавайевского университета в Маноа в Школе океанологии и наук о Земле и технологии Университета Гавайев на Маноа.
Когда ледяная луна движется вокруг своей планеты, гравитация планеты может вызвать приливные деформации поверхности луны, что может вызвать геологическую активность, такую как сдвиговые разломы. Приливные напряжения меняются при изменении расстояния луны от своей планеты из-за того, что орбита луны может быть эллиптической, а не круглой.
Крайне низкие температуры на поверхности Титана означают, что застывшая вода может вести себя как скала, которая может трескаться, разламываться и деформироваться. Данные, предоставленные космическим аппаратом Cassini свидетельствуют о том, что на глубине десятков километров под замороженной поверхностью находится океан с жидкой водой. Более того, Титан - это единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, которая, в отличие от других, поддерживает цикл метановых облаков, дождя и жидкости на поверхности, наполняя озера и моря, что делает его одним из миров, которые, возможно, могут содержать среду, подходящую для появления жизни.
NASA подготовила миссию "Dragonfly". Её реализация запланирована на 2027 год. Предполагаемое прибытие на Титан должно произойти в 2034 году. Этот корабль с вертолетным аппаратом будет выполнять несколько полетов по поверхности, исследуя различные местоположения в поисках признаков жизни.
Проводя исследование области кратера Селк на Титане, обозначенной как начальное место посадки для миссии Dragonfly, Буркхард и ее соавтор изучили потенциал деформации из-за сдвигов и сдвиговых разломов. Для этого они вычислили напряжение, которое будет оказывать воздействие на поверхность Титана из-за приливных сил при движении луны вокруг Сатурна, и проверили возможность разломов, изучая различные характеристики замороженной почвы.
"Хотя наши предыдущие исследования указывали на то, что в некоторых областях на Титане может в настоящее время происходить деформация из-за приливных напряжений, область кратера Селк должна иметь очень высокое давление и низкий коэффициент трения коры для сдвиговой неустойчивости, что кажется маловероятным", - сказала Буркхард. - "Следовательно, можно предположить, что "Dragonfly" не приземлится в этой впадине".
Во второй публикации Буркхард и ее соавторы исследовали геологическую историю Ганимеда, крупнейшей луны Юпитера, в районе Nippur/Philus Sulci, исследуя доступные для этого региона данные высокого разрешения и проводя исследование приливных напряжений в прошлом Ганимеда.
На поверхности Ганимеда документированы сдвиговые разломы, но его текущая орбита слишком круглая, а не эллиптическая, чтобы вызывать какую-либо деформацию из-за приливных напряжений.
Исследователи обнаружили, что несколько пересекающихся полос светлой местности в районе Nippur/Philus Sulci показывают разную степень тектонической деформации, и хронология тектонической активности, выявленная по пересекающимся отношениям, показала три эпохи отчетливой геологической активности: древнюю, промежуточную и молодую.
"Я исследовала особенности сдвиговых разломов в области среднего возраста, и они соответствуют направлению сдвигов, предсказанным моделированием напряжений в период более высокой прошлой эксцентриситета (характеристика. показывающая степень отклонения эллипса от окружности). Ганимед мог пройти период, когда его орбита была гораздо более эллиптической, чем сейчас", - сказала Буркхард.
Другие признаки сдвигов в более молодых геологических единицах в этом регионе не совпадают с типичными индикаторами первого порядка для сдвигов.
"Миссии, такие как Dragonfly, Europa Clipper и JUICE Европейского космического агентства, дальше ограничат наш подход к моделированию и помогут определить наиболее интересные местоположения для исследований миссий и, возможно, для доступа к внутреннему океану ледяных лун".