Лед на поверхности Цереры может маскировать огромные залежи соли

Фото из открытых источников

Карликовая планета Церера, пожалуй, является одним из самых недооцененных и малоизученных планетных объектов во всей Солнечной системе. Возможно, это связано с тем, что, хотя Церера имеет такое же обозначение карликовой планеты, как и Плутон, она в основном считается «астероидом», поскольку находится в главном поясе астероидов. Однако, будучи самым крупным объектом в главном поясе астероидов, масса Цереры составляет от 25 до 30 процентов всей массы главного пояса астероидов. 

Несмотря на свою малоизвестность, внутренняя структура Цереры, как и у большинства каменистых планет, включая Плутон, слоистая, а на ее поверхности видны следы прошлой активности водяного льда (также называемой криовулканизмом) в виде нескольких «ярких пятен», представляющих собой высокоотражающие соляные отложения. Но что могут рассказать эти соляные отложения ученым о формировании и эволюции Цереры? 

Теперь исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech), возможно, приблизилась к лучшему пониманию связи между активностью водяного льда на Церере и поверхностными соляными отложениями. Как обсуждается в результатах, опубликованных в Journal of Geophysical Research: Planets (JGR: Planets), исследователи представили доказательства того, что предыдущие данные о количестве соляных отложений, ранее наблюдавшихся космическим аппаратом NASA Dawn, который исследовал Цереру с 2015 по 2018 год, могли быть неверными.

Для исследования ученые использовали комбинацию данных космического аппарата Dawn и ряд компьютерных моделей, чтобы изучить эволюцию поверхностного водяного льда и солевых отложений на поверхности Цереры. Основная цель исследования заключалась в том, чтобы восполнить давний пробел в знаниях относительно наблюдаемых результатов по поверхностному водяному льду и соляным отложениям по сравнению с тем, что происходит на самом деле. В частности, это исследование было сосредоточено на переходе водяного льда в солевые отложения посредством испарения (научно называемого сублимацией) и на том, насколько точно данные, собранные с помощью Dawn, оценивают количество водяного льда и соли.

В итоге исследователи обнаружили, что отложения соли могут быть скрыты под слоями водяного льда, с которыми они смешаны, и что количество солевых отложений потенциально больше, чем предполагалось ранее, по оценкам, на 30-50 процентов больше. Кроме того, они обнаружили, что оползни (научно называемые массовыми перемещениями грунта) способствуют обнажению большего количества льда на поверхности, который затем испаряется, оставляя после себя соленые яркие пятна, наблюдаемые аппаратом Dawn. Они отмечают, что некоторые отложения водяного льда, обнаруженные аппаратом Dawn, могли быть недавно обнажены в результате оползней.

«Мы предложили качественную модель долгосрочной эволюции поверхности соленых льдов Цереры, основанную на наблюдениях, которая аналогична термической сегрегации [сортировке] на ледяных спутниках», — отмечается в исследовании. «Лед в отложениях с солями сублимируется легче и может перемещаться в более холодные области, что приводит к обратной связи, создающей различия в составе между более холодными, ледяными поверхностями и более теплыми, богатыми солью регионами. Постоянное пополнение льда на оптической [видимой] поверхности необходимо для того, чтобы согласовать многочисленные обнаружения с геологически незначительной продолжительностью жизни льда. Это открытие разрешает существующий парадокс о том, как образуются богатые солью отложения вблизи поверхности Цереры; вероятно, они изначально не богаты солью, а являются результатом обогащения солью на оптической поверхности за счет сублимации соленых льдов».

По сути, отложения соленого льда сортируются по температуре и испарению: соль в смеси водяного льда заставляет водяной лед испаряться быстрее, оставляя после себя солевые отложения. Это создает петлю обратной связи, в результате чего в отдельных отложениях водяного льда и соли образуются различные количества и типы смеси. Кроме того, поверхностный водяной лед обнажается в результате оползней, что усиливает эту петлю обратной связи, вызванную испарением. Наконец, исследование устраняет давнее заблуждение относительно того, как образуются и развиваются солевые отложения, а именно, что они изначально не содержат большого количества соли. Вместо этого они изначально содержат небольшое количество соли, но ее содержание увеличивается за счет испарения водяного льда, который также содержит соль.