https://bodybydarwin.com
Slider Image

كيف يحافظ بلوتو على محيطه السري الدافئ

2021

جمع العلماء أدلة أكثر فأكثر في السنوات الأخيرة على أن محيطًا سائلاً من المياه ربما يوجد تحت سطح بلوتو الجليدي - احتمال برّي لكوكب قزم يدور حول الشمس ما يقرب من 40 مرة أبعد عن الأرض ، مع انخفاض درجات الحرارة إلى أسفل - 380 درجة فهرنهايت. تثير هذه الظروف سؤالًا عنيفًا: كيف يمكن للمحيط الموجود تحت سطح الأرض على بلوتو ، هل كان موجودًا بالفعل ، وربما يظل بلا تجميد؟

تماما مثل الترمس تم تصميمه لعزل القهوة الدافئة من العناصر الباردة في العالم الخارجي ، وكذلك يحتفظ بلوتو بحيله العازلة الخاصة للحفاظ على محيطه العالمي جميلًا وممتعًا (يتحدث نسبيًا). في دراسة نُشرت في مجلة Nature Geoscience يوم الاثنين ، أظهر فريق من علماء الكواكب أن طبقة من الغاز موجودة على الأرجح على الأرجح مباشرة تحت القشرة الجليدية لسطح الكوكب القزم ، قادرة على إضفاء عزل حراري على المحيط والحفاظ على درجات الحرارة مرتفعة بما يكفي بحيث تسير الأمور البقاء السائل. تساعد هذه النتائج في التوفيق بين عدد من الألغاز المتناقضة ، مما يتيح للعلماء أفضل تفسير حتى الآن لما يختمر تحت سطح أحد أجمل الأجرام السماوية في النظام الشمسي.

ليس لدينا ملاحظات مباشرة على المحيط تحت سطح الأرض المفترض ، ولكن هناك خطان رئيسيان من الأدلة التي تدعم وجوده. أولاً ، تُظهر الحسابات النظرية أن التحلل الإشعاعي للصخور داخل بلوتو سوف ينتج حرارة كافية للحفاظ على محيط جوفي. ثانياً ، هناك ميزات جيولوجية تتوافق مع المحيطات تحت السطحية ، مثل الكسور الناتجة عن تحف المحيطات.

تُسمى سبوتنيك بلانيتيا واحدة من أكثر مناطق بلوتو إثارة ، وهي حوض كبير بالقرب من خط الاستواء وموطن الفص الغربي لتشكيل سطح "القلب" الشاحب الشهير في بلوتو. لا تتشكل الأحواض بالقرب من خط الاستواء إلا إذا كانت مناطق ذات كثافة عالية. منذ سبوتنيك بلانيتيا هو ثقب ، يجب أن تكون الكتلة تحت الأرض ؛ ونظرًا لأن الثلج أقل كثافة من الماء ، فمن المنطقي أن تتواجد مجموعة كبيرة من السائل تحت طبقة رقيقة من الجليد. إذا كان هناك خزان للمياه تحت الأرض في مكان ما على بلوتو ، فإن سبوتنيك بلانيتيا هو المكان الذي تريد أن تبحث فيه.

هذا بالضبط ما كان يفكر فيه شونيتشي كاماتا - إذا استطاع العلماء أولاً حل التناقض. يقول كاماتا ، الباحث في جامعة هوكايدو في اليابان والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، إن المحيط سيكون علامة على أن باطن بلوتو دافئ ، ولكن إذا كان الجزء الداخلي دافئًا ، فستكون قشرة الكوكب الجليدية ناعمة بدرجة كافية لتشوه بسهولة ، وخلق ما يكفي من تدفق الجليد حيث يمكن أن تتحول قذيفة إلى شكل عالمي موحد. تحدى وجود سبوتنيك بلانيتيا هذا التوقع ، وأراد كاماتا وفريقه معرفة السبب.

يقول فرانسيس نيمو ، عالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز ومؤلف مشارك في الدراسة ، إنه وآخرين كانوا يعتقدون في السابق أن وجود المحيط له علاقة بتركيزات الأمونيا التي تمنح خصائص مضادة للتجمد للمحيط ومنع الجليد. تدفق. يقول نيمو: "لقد جعل هذا الجميع غير مريح بعض الشيء". ليس من المحتمل جدًا توفر الكثير من الأمونيا. لذلك كانت هذه الدراسة الجديدة محاولة لتفسير نقص تدفق الجليد ، دون الحاجة إلى وضع الكثير من التجمد في المحيط. "

بدأ كاماتا العمل على محاولة تحديد نموذج يمكنه التوفيق بين جميع العمليات المختلفة ، وفي النهاية ، أدرك حساباته اللازمة للنظر في وجود الغاز.

في حين أن "العزل" هو وسيلة سهلة لفهم ما يجري ، فإنه لا يبدو أن الغاز يعمل في نفس الآلية مثل العزل المحشو داخل الحوائط الجافة. عندما يتشكل الجليد ، يصلب هيكله الجزيئي ويتوسع إلى تكوين بلوري. في بعض الأحيان تصبح جزيئات الغاز محبوسة داخل "أقفاص" من الثلج تسمى الكالاترات. عندما يتشكل clathrates ، فإنها تزيد من خصائص العزل الحراري للجليد 10 مرات. إنهم قادرون على الحفاظ على دفء المحيط والقشرة الجليدية باردة ، مما يمنع تدفق الجليد.

يقول نيمو: "يبدو أن الكلاترات تشبه إلى حد كبير الجليد العادي ، لكن إذا أشعلتها ، فإنها تحترق بشكل جيد للغاية". يُعتقد أن جزيئات الغازات في هذه الكريات هي الميثان ، وتحيط به المياه في الغالب. من المحتمل أن يتكوّن كلاترات أثناء التقاطها لجزيئات الميثان التي تطفو على السطح من أسفل بينما تتساقط قشرة الجليد ببطء. "من أين تأتي جزيئات الغاز هو سؤال جيد" ، كما يقول. "قد يتم تركها من حين تشكل بلوتو في الأصل ، أو ربما تكونت من ردود الفعل في قلب سيليكات بلوتو أثناء تسخينه. يصل.

قام كاماتا ونيمو وزملاؤهم بالتحقق من صحة النماذج من خلال محاكاة الكمبيوتر التي نظرت في تطور درجة الحرارة داخل بلوتو ، وكذلك تطور شكل قشرة السطح الجليدية. في غياب clathrat ، كان المحيط قد تجمد قبل مليار سنة ، وكانت قذيفة الجليد قد سوت بعد فترة وجيزة. يقول كاماتا: "ربما تحولت إلى جسم ضخم يشبه المذنب". بدلاً من ذلك ، تنبئ هذه الآلية بالأخبار السارة لمستقبل المحيط تحت سطح الأرض ، مما يسمح لها بالبقاء سائلاً على الأرجح لمليارات السنين في المستقبل ، والحفاظ على الجليد فوق قوته كأظافر.

إنه تفسير رائع ، لكن هذه النماذج ليست سوى نماذج ، وليست إثباتًا. are هناك اختبارات أكثر تحديدًا تُستخدم غالبًا للكشف عن المحيطات تحت السطحية ، لكن في الوقت الحالي لا يمكننا القيام بأي منها ، إما لأننا لا نملك البيانات أو لأن بلوتو لا يتعاون ، كما يقول. نيمو. على سبيل المثال ، يمكنك اكتشاف محيط من خلال البحث عن توقيع الحث المغناطيسي الخاص به - لكن بلوتو لا يحتوي على مجال مغناطيسي. أو يمكنك البحث عن محيط من خلال مقارنة الجاذبية والطوبوغرافيا المقاسة - ولكن الأمر سيستغرق مركبة فضائية مدارية للقيام بذلك.

وحتى إذا كان هناك محيط ، فإن المخزن المؤقت المحتمل للغاز نفسه أصعب من الدراسة. نظرًا لأن Sputnik Planitia هي منطقة ذات كتلة زائدة ، يمكننا قياس التغيرات في مجال الجاذبية من حولها باستخدام أداة مدارية. ومن حيث المبدأ ، قد نتمكن من تصوير الغاز من خلال الغطاء الجليدي إذا كان لدينا نظام رادار قوي للغاية (شيء ستحصل عليه مهمة Europa Clipper في المستقبل عندما تدرس القمر جوفيان). وربما نحصل على تلميح من clathrat المحاصرين في قياس جزيئات الغاز التي تنطلق حول جو بلوتو. لكن بشكل عام ، فإن إثبات وجود طبقة من الكاثرات التي تجلس مباشرة تحت صفيحة جليدية طولها 100 ميل تقع على بعد مليارات الأميال بعيدة كل البعد عن الوضوح.

لكن على الأقل الآن لدى العلماء اتجاه أكثر قليلاً فيما يريدون التركيز عليه. يختبئ بلوتو شيئًا ما في داخله ، ولا بد لعصر جديد من علوم الفضاء السحيق من معرفة ما هو عاجلاً أم آجلاً.

كل أفضل العروض هذا الأمازون برايم اليوم

كل أفضل العروض هذا الأمازون برايم اليوم

ناسا تتعلم أفضل طريقة لزراعة الطعام في الفضاء

ناسا تتعلم أفضل طريقة لزراعة الطعام في الفضاء

Dragonglass هو حقيقي ، حتى لو كان مشوا أبيض (نأمل) ليست كذلك

Dragonglass هو حقيقي ، حتى لو كان مشوا أبيض (نأمل) ليست كذلك