Ученые обнаружили разломы скольжения, подобные разлому Сан-Андреас в Калифорнии, который возникает, когда стены разлома скользят друг по другу, на ледяных лунах Солнечной системы. Новое исследование Гавайского университета в Маноа, проводимое учеными Земли и космоса, исследует и объясняет происхождение этих геологических особенностей на крупнейшем спутнике Сатурна Титане и крупнейшем спутнике Юпитера Ганимеде.
«Мы заинтересованы в изучении сдвиговой деформации на ледяных лунах, потому что этот тип разломов может облегчить обмен поверхностным и подповерхностным материалом посредством процессов сдвигового нагрева, потенциально создавая среду, способствующую возникновению жизни», — сказала Лилиан Буркхард, ведущий автор исследования и научный сотрудник Гавайского института геофизики и планетологии в Колледже наук и технологий об океане и Земле Гавайского университета в Маноа.
Когда ледяная луна вращается вокруг своей родительской планеты, гравитация планеты вызывает приливные изгибы поверхности луны, вызывая геологическую активность, такую как разломы скольжения. Поскольку орбита Луны, скорее всего, будет эллиптической, а не круглой, приливные напряжения меняются по мере изменения расстояния Луны от ее планеты.
Титан, замерзший океанский мир
Чрезвычайно низкие температуры на поверхности Титана означают, что водяной лед, как и камень, может трескаться, разрушаться и деформироваться. Космический корабль «Кассини» предоставил доказательства того, что под замерзшей поверхностью в десятках миль находится океан жидкой воды. Кроме того, Титан — единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, которая уникальна тем, что поддерживает гидрологический цикл, подобный земному, при котором метановые облака, осадки и жидкости текут по поверхности, образуя озера и океаны, что делает его одним из немногих миров, которые могут содержать обитаемую среду.
Миссия НАСА «Стрекоза» стартует в 2027 году и должна прибыть на Титан в 2034 году. Новый винтокрылый посадочный модуль совершит несколько полетов по поверхности Титана, исследуя различные места в поисках строительных блоков и признаков жизни.
В своем исследовании региона кратера Селке на Титане, назначенного начальным местом посадки миссии «Стрекоза», Буркхард и ее соавторы исследовали возможность сдвиговой деформации и сдвиговых нарушений. Для этого они рассчитали напряжения, оказываемые на поверхность Титана приливными силами, когда он вращается вокруг Сатурна, и проверили возможность возникновения разломов, изучая различные особенности мерзлого грунта.
«Хотя наши предыдущие исследования показали, что некоторые области Титана в настоящее время могут быть деформированы приливным стрессом», — сказал Буркхард, — «область кратера Селке должна будет выдерживать очень высокое давление поровой жидкости и низкие коэффициенты трения земной коры, чтобы не произошло сдвига, а это не представляется возможным. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что стрекоза не приземлится в скользящую траншею!»
Ганимед, луна с неоднозначным прошлым
Во второй статье Буркхард и ее соавторы изучили геологическую историю региона, изучив данные с высоким разрешением из региона Ниппур/Фелей-Сулси крупнейшего спутника Юпитера, Ганимеда, и проведя исследования приливных напряжений в прошлом Ганимеда.
На Ганимеде есть записи о сдвигах на его поверхности, но его нынешняя орбита слишком закругленная, а не эллиптическая, чтобы вызвать какую-либо приливную деформацию.
Исследователи обнаружили, что несколько пересекающих зон с легким рельефом на участке Ниппур/Фелес-Сулси демонстрируют различную степень тектонической деформации, а хронология тектонической активности, подразумеваемая нарисованными сквозными связями, показывает три разные эпохи геологической активности: Древнюю эпоху, Средневековую эпоху и Самую молодую эпоху.
«Я исследовал признаки сдвиговых разломов в мезозойской местности, и они смещались в направлениях, соответствующих прогнозам напряжений с более высоким эксцентриситетом в прошлом», — сказал Буркхард. «Ганимед, возможно, пережил период, когда его орбита была гораздо более эллиптической, чем сегодня».
Другие особенности сдвига, обнаруженные в более молодых геологических образованиях на том же участке, не согласуются по направлению сдвига с типичными индикаторами сдвига первого порядка.
«Это говорит о том, что эти особенности могли сформироваться в результате другого процесса, не обязательно из-за более высокого приливного стресса», — добавил Буркхард. «Таким образом, Ганимед пережил мощный «кризис среднего возраста», но его самый молодой «кризис» остается загадкой».
Недавние исследовательские и космические миссии создают положительную обратную связь в области знаний.
Буркхард сказал, что геологические исследования, проведенные перед запуском и прибытием, предоставили информацию и рекомендации для деятельности миссии. Такие миссии, как «Стрекоза», «Европа» и «JUICE» ЕКА, еще больше ограничат наш подход к моделированию и помогут определить места, представляющие наибольший интерес для посадочных аппаратов для исследования и потенциального доступа к внутренним океанам ледяных лун.
Источник составления: ScitechDaily.