轨道离心率可能导致土星卫星Mimas上年轻

    来源: 神秘的地球

      轨道离心率可能导致土星卫星Mimas上年轻的地下海洋

      Mimas冰壳演化的说明,其中冰壳厚度(y轴)的变化滞后于离心率衰减(反向x轴)。时间增加到绘图的右侧,而偏心率减小。点A、B和C具有相关的内部结构卡通,其中平衡冰壳厚度(浅蓝色虚线,“EQ厚度”)随着离心率的下降而移动到更厚的值。因此,冰壳将首先变薄,然后达到暂时的热平衡,最后变厚。来源:uux.cn/Alyssa Rhoden

      据行星科学研究所(Alan Fischer):土星的卫星Mimas可能已经形成了一个巨大的地下海洋,因为它的轨道离心率降低到目前的值,并导致其冰壳融化变薄。

      行星科学研究所高级科学家马修·E·沃克说:“在我们之前的工作中,我们发现,Mimas要成为今天的海洋世界,它在过去一定有一个厚得多的冰壳。但由于Mimas的离心率在过去会更高,从厚冰到薄冰的路径就不那么清晰了。”。“在这项工作中,我们表明,即使由于潮汐加热导致离心率下降,冰壳目前也有变薄的途径,但从地质学角度讲,海洋一定非常年轻。”

      沃克是《地球与行星科学快报》上发表的“Mimas内年轻海洋的进化”一书的合着者。西南研究所的Alyssa Rose Rhoden是主要作者。

      沃克说:“离心率是潮汐加热的驱动因素。目前,与其他活跃的海洋卫星(如邻近的恩克拉多斯)相比,离心率非常高。我们认为潮汐加热是导致目前外壳变薄的热源。”。“然而,潮汐加热不是自由能,所以当它融化外壳时,它会将能量从轨道中拉出来,从而降低离心率,直到它最终使其循环并关闭整个轨道。”

      当Mimas的离心率是当前值的两到三倍时,融化就开始了。Mimas在过去1000万年的进化过程中,一个不断变薄的冰壳与其地质状况相一致。

      沃克说:“一般来说,当我们想到海洋世界时,我们不会看到太多的陨石坑,因为环境重新浮出水面,最终会抹去它们,比如木卫二或恩克拉多斯的南极。赫歇尔陨石坑的形状、中心峰和未被破坏的内部要求它的外壳在过去赫歇尔形成时一定更厚。为了获得我们观察到的陨石坑形态,它被撞击时的外壳必须至少有55公里。”。

      “陨石坑可以通过其形态提供关于海洋存在和冰壳厚度的线索,例如陨石坑直径和深度之间的比率以及中心峰的存在。”

      Mimas的半径不到200公里。由冰和液体组成的外层水圈的厚度大致估计约为70公里。根据岁差(旋转体轴的旋转运动),目前对冰壳厚度的估计为20至30公里,或者距离天平动(月球自转速度的轻微摆动,使其看起来像是来回点头)测量的24至31公里的较窄范围,在撞击岩石之前,会留下约40至45公里深的海洋。

      沃克说:“我们可能在一个特别有趣的时刻看到了Mimas。为了匹配当前的离心率和基于平动信息的厚度限制,我们认为这整件事一定是在大约2500万年前开始的。换句话说,我们认为Mimas在1000万至2500万年之前一直被完全冻结,当时它的冰壳开始融化。开启融化时代的原因仍在调查中。”。

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