In 2006 registreerde ruimtesonde Cassini ‘fonteinen’ van water die via scheurtjes in de ijskorst bij de zuidpool van de Saturnusmaan Enceladus ontsnapten.
Nieuw onderzoek suggereert dat dit ‘cryovulkanisme’ mogelijk wordt veroorzaakt door uitzettend ijs.
Enceladus heeft een middellijn van iets meer dan vijfhonderd kilometer. De maan is bedekt met een twintig tot dertig kilometer dikke ijskorst en de temperatuur aan zijn oppervlak bedraagt ongeveer –200 graden Celsius.
Desondanks laten gegevens van NASA-ruimtesonde Cassini zien dat er onder deze ijskorst een oceaan van vloeibaar water schuilgaat.
En een deel van dit water weet soms via scheuren in de korst te ontsnappen. Een team van planeetwetenschappers, onder leiding van Max Rudolph van de Universiteit van Californië, heeft een mogelijke verklaring gevonden voor de raadselachtige geologische activiteit van dit kleine hemellichaam.
Met behulp van modelberekeningen hebben ze de omstandigheden in kaart gebracht onder welke scheuren vanaf het oppervlak de oceaan kunnen bereiken en de waargenomen uitbarstingen kunnen veroorzaken.
Het model houdt rekening met de ongeveer honderd miljoen jaar durende cyclus van opwarming en afkoeling die Enceladus doorloopt onder invloed van veranderingen in zijn baan om Saturnus.
Tijdens elke cyclus ondergaat de ijskorst een periode van verdunning en een periode van verdikking.
De verdikking ontstaat door bevriezing van water aan de onderkant van de ijskorst, die daarbij naar onderen toe aangroeit, zoals het ijs op een meer.
De druk die door dit naar onderen toe uitdijende ijs op de onderliggende oceaan wordt uitgeoefend is een van de mogelijke mechanismen die onderzoekers hebben voorgesteld om de waterfonteinen van Enceladus te verklaren.
Naarmate de buitenste ijskorst afkoelt en dikker wordt, neemt de druk op de oceaan toe, omdat ijs meer volume heeft dan water.
Deze toenemende druk veroorzaakt ook spanningen in het ijs, die kunnen uitgroeien tot barsten waarlangs water het tientallen kilometers hogerop gelegen oppervlak kan bereiken.
Volgens het nieuwe onderzoek kan de druk van de oceaan groot genoeg zijn om het tijgerstreeppatroon van scheuren te veroorzaken dat op het oppervlak van Enceladus te zien is.
Maar anders dan gesuggereerd zou deze druk zou nooit groot genoeg zijn om water naar het oppervlak te persen.
Rudolph en zijn collega’s grijpen daarom terug op een mechanisme dat al in 2016 is voorgesteld door Miki Nakajima en Andrew Ingersoll.
Zij stelden dat water dat in de scheuren terechtkomt, wordt blootgesteld aan het vacuüm van de ruimte (Enceladus heeft geen atmosfeer) en spontaan gaat koken.
Volgens Rudolph is dit scenario in overeenstemming met het uiterlijk van Enceladus, dat geen sporen van uitstromende ‘ijslava’ vertoont. Volgens Rudolph kan deze combinatie van oceaandruk en spontane uitbarstingen het cryovulkanisme op Enceladus echter niet volledig verklaren. Helemaal opgelost is het raadsel van deze Saturnusmaan dus nog niet. (EE)
(Image Credit: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team)
