Раскрыта тайна ледяной планеты в Солнечной системе

Астрономы из Аризонского университета и Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) выяснили, что в течение последнего миллиарда лет на Церере активно извергались криовулканы. К такому выводу они пришли, обнаружив на карликовой планете следы древних ледяных гор, которые не были замечены до настоящего момента.

Статья ученых опубликована в журнале Nature Astronomy.

В условиях экстремально низких температур окружающей среды криовулканы извергают не расплавленные породы, а воду и другие химические соединения (аммиак и метан) в жидком и газообразном состоянии. Криовулканы встречаются, главным образом, на других планетах и их спутниках, однако на Земле также происходят подобные процессы. Так, в 2014 году на полуострове Ямал (Россия) в результате выброса под давлением талых грунтов и промерзлых пород возникла воронка диаметром 20 метров. На Церере крупнейшим криовулканическим образованием является ледяная гора Ахуна высотой 4-4,5 километра, которая возникла не ранее 240 миллионов лет назад.

По мнению ученых, подобные процессы на Церере должны были происходить и раньше, однако никаких других ледяных вулканов на малой планете не наблюдается. Одно из возможных объяснений заключается в том, что подобные геологические образования со временем «расплываются», вследствие чего ни один более древний аналог Ахуны до настоящего времени не сохранился. Результаты численного моделирования продемонстрировали правдоподобность гипотезы вязкой релаксации (viscous relaxation hypothesis), которая, однако, не была подтверждена непосредственными наблюдениями.

Астрономы проанализировали изображения, полученные с помощью автоматической межпланетной станции Dawn, изучающей Цереру и астероид Веста. Они искали следы древних геологических структур, которые могли появиться в результате криовулканических процессов. Было идентифицировано и тщательно изучено 22 «купола», диаметр которых достигал 16-86 километров. Для тестирования гипотезы вязкой релаксации исследователи использовали метод конечных элементов. Он заключается в решении сложной системы дифференциальных уравнений, описывающей деформацию материалов или течение жидкостей, при разбиении задачи на более простые компоненты. Численное моделирование позволило установить, какую форму приобретут криовулканы, подобные Ахуне.

Результаты исследования показали соответствие между предсказанной и наблюдаемыми картинами, что подтвердило концепцию вязкой релаксации. На основе этого ученым удалось установить приблизительный возраст остатков криовулканов на Церере. Возраст самого древнего образования такого рода достигает 510 миллионов лет, а сами криовулканы формировались каждые 50 миллионов лет в течение последнего миллиарда лет. В то же время, подчеркивают ученые, криовулканизм на Церере играет не столь важную роль, как обычные вулканы на Земле.