Церера – это малая планета диаметром более 900 километров и крупнейший объект в главном астероидном поясе. C марта 2015 года по ноябрь 2018 года её исследовал зонд Dawn, и пока это единственный аппарат, посетивший данное небесное тело.
Миссия обнаружила на поверхности Цереры светлые пятна с большим содержанием солей. Учёные принялись строить гипотезы об их природе.
Самая распространённая гипотеза гласит, что это застывшие выбросы криомагмы. Поясним, что некоторые тела Солнечной системы имеют жидкую мантию не из расплавленных пород, а из солёной воды и грязи. Вулканы, извергающие эту субстанцию, называются криовулканами.
Криовулканы на Церере когда-то действительно были: хорошо известен местный вулканический конус. Но, по мнению большинства экспертов, эта геологическая активность затихла на малой планете сотни миллионов лет назад.
В то же время, по расчётам исследователей, светлые пятна существенно моложе. Например, залежам солей в кратере Оккатор всего четыре миллиона лет. Откуда же взялось криовулканическое извержение на геологически мёртвом небесном теле?
Соблазнительно предположить, что жидкая криомагма образовалась при том же ударе астероида, что и сам кратер (диаметром, к слову, 90 километров). Тем более что и другие пятна солей расположены на дне ударных кратеров. Однако здесь снова возникает проблема с возрастом: Оккатор на 18 миллионов лет старше, чем следы солевого извержения.
Тогда, может быть, речь идёт не о мгновенном выплеске жидкости на поверхность? Возможно, тепло от удара создало криомагматический очаг, питающий время от времени извергающийся криовулкан?
Такая гипотеза высказывалась. Но "согласовать сроки" снова не удалось. По данным предыдущих исследований, максимальное время жизни подобного резервуара жидкой криомагмы в 40 с лишним раз меньше, чем нужно: 400 тысяч лет. За этот период она окончательно теряет тепло и замерзает.
Головоломка казалась неразрешимой. Ключи к загадке нашлись в работе, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters Марком Гессе (Marc Hesse) из Техасского университета в Остине и Джулией Кастильо-Рожес (Julie Castillo‐Rogez) из НАСА.
Авторы опирались на новейшие сведения о геологии Цереры, полученные зондом Dawn (хотя связь с космическим аппаратом уже прекратилась, обработка собранных им данных продолжается).
"Трудно поддерживать жидкое состояние так близко к поверхности, – объясняет Кастильо-Рожес. – Но наша новая модель учитывает, что, согласно результатам наблюдений Dawn, вещества внутри коры, как правило, действуют в качестве теплоизоляторов".
Как выяснили исследователи, при нагревании теплопроводность пород коры уменьшается. Таким образом, удар астероида не только расплавил подземный лёд, превратив его в криомагму, но и сделал окружающий грунт отличным теплоизолятором.
Кроме того, вблизи очага происходили процессы, связанные с фазовыми переходами и выделением скрытой в веществе теплоты.
С учётом всех факторов, по новой модели получилось, что очаг криомагмы может просуществовать не 400 тысяч, а целых 12 миллионов лет.
Правда, этого всё равно не хватает, чтобы согласовать "даты рождения" кратера и пятна соли. Как уже говорилось, нужно не 12, а 18 миллионов лет.
Такую цифру можно получить, допустив, что объём криомагматического очага достигал 11 кубических километров. Но это совершенно нереалистично: у астероида просто не хватило бы энергии на подобное.
Снова тупик? Не обязательно. Модель авторов предполагает, что вместе с озером жидкости в коре мог образоваться и канал, связывающий его с глубинами мантии карликовой планеты. Сохранившиеся там запасы криомагмы могли подпитывать очаг и обеспечить криовулкану достаточно долгое существование.
Почему это так важно? Дело в том, что озёра жидкой воды, скрытые в глубине грунта, теоретически могут быть населены микроорганизмами.
Правда, жизнь вряд ли успеет развиться за считанные миллионы лет. Однако в Солнечной системе существуют и тела, где подобные запасы воды существуют постоянно, например, Энцелад и Европа. Сравнительно простая криогеология Цереры может послужить ключом к тайнам этих миров.
"Криовулканизм выглядит очень важной системой в свете наших поисков жизни", – заключает Гессе.
К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали об органике на Церере.
