Orbital excentricitet kan have ført til unge underjordiske hav på Saturns måne Mimas

Saturns måne Mimas kunne have vokset et enormt underjordisk hav, da dens orbitale excentricitet faldt til dens nuværende værdi og fik dens iskolde skal til at smelte og tynde.

"I vores tidligere arbejde fandt vi ud af, at for at Mimas skal være en havverden i dag, må den have haft en meget tykkere iskolt skal i fortiden. Men fordi Mimas' excentricitet ville have været endnu højere i fortiden, er vejen til at komme fra tyk is til tyndere is var mindre klar," sagde seniorforsker Matthew E. Walker fra Planetary Science Institute. "I dette arbejde viste vi, at der er en vej for isskallen til at blive tyndere i øjeblikket, selvom excentriciteten falder på grund af tidevandsopvarmning, men havet skal være meget ungt, geologisk set."

Walker er medforfatter til "The evolution of a young ocean within Mimas", som vises i Earth and Planetary Science Letters . Alyssa Rose Rhoden fra Southwest Research Institute er hovedforfatter.

"Excentricitet er det, der driver tidevandsopvarmningen. Lige nu er den meget høj sammenlignet med andre aktive havmåner, som nabolandet Enceladus. Vi tror, ​​at tidevandsopvarmning er den varmekilde, der er ansvarlig for i øjeblikket at udtynde skallen," sagde Walker. "Tidevandsopvarmning er dog ikke gratis energi, så efterhånden som den smelter skallen, trækker den energi ud af kredsløbet, hvilket falder den excentricitet, indtil den til sidst cirkulerer den og lukker det hele ned."

Begyndelsen af ​​smeltningen måtte ske, når Mimas' excentricitet var to til tre gange nutidsværdien. En tyndere isskal i løbet af de sidste 10 millioner år af Mimas' udvikling er i overensstemmelse med dens geologi.

"Når vi generelt tænker på havverdener, ser vi ikke mange kratere, fordi miljøet genopstår og ender med at slette dem, som Europa eller Enceladus' sydpol. Formen, den centrale top og det uforstyrrede indre af Herschel-krateret kræver at skallen må have været tykkere tidligere, da Herschel blev dannet. For at få den kratermorfologi, som vi observerer, skal skallen have været mindst 55 kilometer, da den blev ramt," sagde Walker.

"Kratere kan give fingerpeg om tilstedeværelsen af ​​et hav og tykkelsen af ​​isskallen gennem deres morfologi - såsom forholdet mellem kraterets diameter og dets dybde og eksistensen af ​​en central top."

Mimas har en radius på knap 200 kilometer. Tykkelsen af ​​den ydre hydrosfære, der består af is og væske, anslås groft at være omkring 70 kilometer. De nuværende estimater af isskalstykkelse er 20 til 30 kilometer, baseret på præcession (rotationsbevægelsen af ​​aksen af ​​et spinnende legeme), eller et smallere område på 24 til 31 kilometer fra librationen (en let slingre i rotationshastigheden) af månen, der får den til at nikke frem og tilbage) målinger og efterlader et hav, der er omkring 40 til 45 kilometer dybt, før det rammer klippen.

"Vi ser muligvis Mimas på et særligt interessant tidspunkt. For at matche den nuværende excentricitet og tykkelsesbegrænsningerne baseret på libreringsoplysningerne, tror vi, at det hele må være startet for ikke mere end omkring 25 millioner år siden. Med andre ord , vi tror, ​​at Mimas var fuldstændig frosset indtil for 10 til 25 millioner år siden, hvor dens isskal begyndte at smelte, hvad der ændrede sig for at starte den epoke med smeltning, er stadig under undersøgelse," sagde Walker.

Flere oplysninger: Alyssa Rose Rhoden et al., Udviklingen af ​​et ungt hav i Mimas, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI:10.1016/j.epsl.2024.118689

Journaloplysninger: Earth and Planetary Science Letters

Leveret af Planetary Science Institute