Моделирование показывает, как Церера вызывает неожиданную геологическую активность
С помощью моделирования группа ученых из нескольких университетов, а также Геологической службы США и Института планетарных наук обнаружили, что распад радиоактивных элементов внутри Цереры может поддерживать ее активность. Их выводы были недавно опубликованы в AGU Advances.
На этой иллюстрации моделируется топография (в метрах) Цереры из проекта НАСА «Рассвет» с обозначением некоторых крупных кратеров карликовой планеты. Черные линии представляют ошибки, описанные в статье Скотта Кинга. Кредит: Скотт Кинг
«В течение долгого времени наше представление о Церере было нечетким», — сказал Скотт Кинг, геолог из Технологического колледжа науки Вирджинии. Карликовая планета и самое большое тело, обнаруженное в поясе астероидов — области между Юпитером и Марсом, испещренной сотнями тысяч астероидов, — Церера не имела различимых особенностей поверхности в существующих телескопических наблюдениях с Земли.
Затем, в 2015 году, в поле зрения попала туманная сфера Цереры. Эта точка зрения была ошеломляющей для таких ученых, как Кинг. Данные и изображения, собранные миссией Dawn НАСА, дали более четкое представление о поверхности, включая ее состав и структуру, которые выявили неожиданную геологическую активность.
Ученые видели общий размер Цереры в более ранних наблюдениях. Он был настолько мал, что считался неактивным. Вместо этого Дон обнаружила большое плато на одной стороне Цереры, которое покрывало часть карликовой планеты, подобное тому, что мог бы занять континент на Земле. Вокруг него были трещины в скалах, сгруппированные в одном месте. И были видимые следы океанского мира: отложения по всей поверхности, где минералы конденсировались при испарении воды — признак замерзшего океана.
Профессор кафедры наук о Земле, Кинг, который в основном изучает более крупные тела, такие как планеты, хотел знать, как такое маленькое тело, как Церера, может генерировать тепло, необходимое для такого рода геологической активности, и объяснять особенности поверхности, воспринимаемые планетами. Рассвет.
С помощью моделирования он и группа ученых из нескольких университетов, а также Геологической службы США и Института планетарных наук обнаружили, что распад радиоактивных элементов внутри Цереры может поддерживать ее активность. Их выводы были недавно опубликованы в AGU Advances.
Изучение Кингом больших планет, таких как Земля, Венера и Марс, всегда показывало ему, что планеты изначально горячие. Столкновение между объектами, образующими планету, создает это начальное тепло. Церера, напротив, так и не стала достаточно большой, чтобы стать планетой и таким же образом генерировать тепло, сказал Кинг. Чтобы узнать, как он все еще может генерировать достаточно тепла для обеспечения геологической активности, он использовал теории и вычислительные инструменты, ранее применявшиеся к более крупным планетам, для изучения внутренней части Цереры, и искал доказательства, которые могли бы поддержать его модели в данных, полученных миссией Dawn.
Модель внутренней части карликовой планеты, созданная командой, показала уникальную последовательность: Церера сначала была холодной, а затем нагревалась из-за распада радиоактивных элементов, таких как уран и торий, — одного которых было достаточно, чтобы питать ее активность, — пока внутренняя часть не стала нестабильной.
«Что я увидел в модели, так это то, что одна часть салона внезапно начала нагреваться и двигаться вверх, а затем другая часть начала двигаться вниз», — сказал Кинг.
Эта нестабильность может объяснить некоторые особенности поверхности, сформировавшиеся на Церере, как показала миссия Dawn. Большое плато образовалось только на одной стороне Цереры, а на другой стороне ничего не было, и разломы были сгруппированы в одном месте вокруг него. Концентрация черт в одном полушарии сигнализировала Кингу, что нестабильность произошла и оставила видимые следы.
«Оказалось, что вы можете показать в модели, что там, где одно полушарие имеет эту нестабильность, которая поднимается вверх, это вызывает растяжение на поверхности, и это согласуется с этими моделями переломов», — сказал Кинг.
Основываясь на модели команды, Церера не следовала типичной планетарной схеме: сначала жарко, а потом холодно, со своей собственной моделью холода, жары и снова холода. «В этой статье мы показали, что радиогенного нагревания достаточно для создания интересной геологии», — сказал Кинг.
Он видит сходство с Церерой в спутниках Урана, которые в исследовании, заказанном НАСА и Национальным научным фондом, недавно были признаны приоритетными для крупной роботизированной миссии. С дополнительными улучшениями модели он также с нетерпением ждет возможности изучить их интерьеры.
«Некоторые из этих спутников не слишком отличаются по размеру от Цереры», — сказал Кинг. «Я думаю, что применение модели было бы действительно захватывающим».
