عوالم المحيطات والأقمار الجليدية
أقمار ذات محيطات عالمية من الماء السائل مخبأة تحت قشور جليدية، وهي من أكثر الأماكن الواعدة للبحث عن الحياة خارج الأرض.
Definition
عوالم المحيطات هي أقمار جليدية وأجرام أخرى تحتفظ بطبقة من الماء السائل تحت أسطحها المتجمدة، وتستمر بفعل التسخين الداخلي أو المدّي.
Scope
يغطي هذا الموضوع الأقمار الصناعية الجليدية التي تحتوي أو قد تحتوي على محيطات مياه سائلة تحت سطحها، بما في ذلك أوروبا، غانيميد، كاليستو، إنسيلادوس، وتيتان، بالإضافة إلى عوالم محيطية مرشحة أخرى. ويتناول الأدلة على وجود هذه المحيطات من الحقول المغناطيسية المستحثة، والجاذبية والتضاريس، والترنحات، والتدفقات المتفجرة؛ ودور التسخين المدّي والمواد المانعة للتجمد في الحفاظ على الماء سائلاً؛ وجيولوجيا القشرة الجليدية؛ والإمكانات البيولوجية الفلكية للمحيطات الملامسة للصخور.
Core questions
- كيف تحافظ الأقمار الجليدية على محيطات المياه السائلة تحت قشورها المتجمدة؟
- ما هي خطوط الأدلة التي تكشف عن محيط خفي داخل قمر؟
- هل هذه المحيطات على اتصال بالصخور، مما يوفر كيمياء يمكن أن تدعم الحياة؟
- ما مدى سمك وديناميكية القشور الجليدية العلوية؟
Key theories
- محيطات تحت سطحية مسخنة مدّيًا
- يؤدي الانثناء الجاذبي الدوري للأقمار في المدارات اللامركزية إلى تبديد الحرارة التي، جنبًا إلى جنب مع المواد المانعة للتجمد، يمكن أن تحافظ على محيط عالمي من الماء السائل تحت قشرة جليدية عازلة.
- الكشف عن المحيطات بواسطة الحقول المغناطيسية المستحثة
- يستجيب المحيط المالح الموصل للكهرباء للبيئة المغناطيسية المتغيرة للقمر عن طريق توليد حقل مستحث، والذي اكتشفته مقاييس المغناطيسية للمركبات الفضائية في أوروبا وكاليستو.
- تدفقات نشطة من خزان تحت سطحي
- تقوم نفاثات بخار الماء وحبيبات الجليد المتفجرة من القطب الجنوبي لإنسيلادوس بأخذ عينات مباشرة من خزان سائل تحت سطحي، كاشفة عن الأملاح والمواد العضوية.
Mechanisms
يعمل الانثناء المدّي والحرارة الإشعاعية المتبقية على تدفئة الأجزاء الداخلية للأقمار الجليدية، بينما تعمل الأملاح المذابة والأمونيا على خفض نقطة التجمد، مما يحافظ على الماء السائل تحت قشرة جليدية عازلة. وتكشف المحيطات عن نفسها من خلال الحقول المغناطيسية المستحثة، والجاذبية الشاذة والترنح، وتكتونيات السطح، وفي إنسيلادوس، التدفقات المتفجرة التي تحمل المواد الداخلية إلى الفضاء.
Clinical relevance
توفر المحيطات تحت السطحية الملامسة للأجزاء الداخلية الصخرية الماء السائل، والطاقة الكيميائية، والجزيئات العضوية، مما يجعل الأقمار الجليدية أهدافًا رئيسية في البحث عن بيئات صالحة للسكن والحياة خارج الأرض.
History
لمحت فوياجر إلى أقمار شابة أعيد تسطيحها بالجليد، وقدم مقياس المغناطيسية لبعثة غاليليو أدلة قوية على وجود محيطات داخل أوروبا وكاليستو في أواخر التسعينيات. وجعل اكتشاف كاسيني عام 2005 للتدفقات النشطة في إنسيلادوس ودراسته لدورة الميثان في تيتان ومحيطه تحت السطحي عوالم المحيطات موضوعًا محوريًا، مما حفز بعثات مخصصة مثل يوروبا كليبر.
Debates
- صلاحية السكن وسمك القشرة الجليدية لأوروبا
- لا يزال سمك القشرة الجليدية لأوروبا ومدى سهولة تبادل محيطها للمواد مع السطح، وكلاهما حاسم لصلاحية السكن والاستكشاف، غير مؤكدين.
Key figures
- Margaret Kivelson
- Carolyn Porco
- Francis Nimmo
- Robert Pappalardo
Related topics
Seminal works
- khurana1998
- porco2006
- nimmopappalardo2016
Frequently asked questions
- ما هي الأقمار التي يُعتقد أن لديها محيطات؟
- توجد حالات قوية لأوروبا، غانيميد، وكاليستو في المشتري، وإنسيلادوس وتيتان في زحل، مع العديد من الأجرام الجليدية الأخرى كمرشحين إضافيين.
- كيف يمكن لقمر أن يحتوي على ماء سائل بعيدًا عن الشمس؟
- يمكن للحرارة الناتجة عن الانثناء المدّي وعن التحلل الإشعاعي، بالإضافة إلى الأملاح التي تخفض نقطة تجمد الماء، أن تحافظ على المحيط سائلاً تحت قشرة جليدية عازلة حتى في النظام الشمسي الخارجي البارد.