Wacht, er is een oceaan onder daar?

Oké, laat me je een beeld schetsen. Saturnus heeft deze kleine maan genaamd Enceladus — ongeveer zo breed als Arizona — en het oppervlak lijkt op één grote ijsbaan. Maar hier is het ding dat wetenschappers wakker houdt van deze kleine maan: onder al dat ijs? Een wereldwijde oceaan. En die schiet dingen de ruimte in.

Dicht bij de zuidpool heeft de ijskorst scheuren die werken als geisers, die waterdamp en ijsdeeltjes de leegte in spuiten. Die deeltjes vormen uiteindelijk de E-ring van Saturnus. Het is eerlijk gezegd een van de meest surrealistische dingen in ons zonnestelsel — een maan die in feite een sneeuwbol is, die voortdurend uitbarst.

Jarenlang hebben wetenschappers die kleine ijskorrels bestudeerd om te begrijpen wat er in die verborgen oceaan zit. Je weet wel, zonder daadwerkelijk door 20-30 kilometer ijs te boren. De Cassini-ruimteverkenner heeft het zware werk voor ons gedaan tussen 2004 en 2017, waarbij deeltjes werden verzameld met zijn Kosmische Stofanalyse-instrument.

Iets Klopte Niet

Hier werd het raar. Toen onderzoekers 961 ijsdeeltjes analyseerden die rijk waren aan verschillende zouten, verwachtten ze ongeveer vergelijkbare chemische samenstellingen te vinden. Immers, deze korrels kwamen allemaal uit dezelfde oceaan, toch?

Fout.

Sommige korrels zaten vol natriumchloride (keukenzout, in feite). Anderen hadden hoge niveaus van carbonaten of fosfaten of kaliumchloride. Dat op zich is niet schokkend — oceanen hebben verschillende mineralen. Het echt vreemde deel? Chloride en carbonaat kwamen bijna nooit samen in hetzelfde korrel voor.

Als alles uniform zou mengen voordat het bevroor, zou je verwachten dat ze soms gepaard zouden voorkomen. Maar dat was niet het geval. Er was iets anders aan de hand.

Het Ijslolly-effect

Hier wordt het echt cool (woordspeling absoluut beoogd).

Een team, waaronder onderzoekers van het Earth-Life Science Institute in Tokio, besloot de oceaandruppels van Enceladus in het lab na te bootsen. Ze creëerden kleine druppels — ongeveer 200 micrometer groot — die de belangrijkste zout bevatten die in die oceaan gedacht worden te bestaan. Daarna bevroren ze deze onder verschillende omstandigheden en observeerden wat er gebeurde.

De resultaten waren oogopenend.

Wanneer druppels langzaam bevroren (ongeveer 10 graden Kelvin per minuut of minder), scheidden de verschillende zouten zich daadwerkelijk van elkaar tijdens het bevriezingsproces. Ze vormden afzonderlijke regio’s, een beetje zoals je verschillende lagen kunt zien in een langzaam bevroren ijsblokje van leidingwater.

Maar wanneer diezelfde druppels snel bevroren? De zouten bleven gelijkmatig gemengd.

“Wat ons verraste, was dat de diversiteit die door Cassini werd waargenomen kon voortkomen uit druppels die afkomstig waren van in wezen hetzelfde oceaanwater,” legde professor Yasuhito Sekine uit. De diversiteit die we in die kleine ijskorrels zien, betekent niet dat de oceaan zelf chemisch chaotisch is. Het betekent alleen dat de druppels een complexere reis hebben dan iemand besefte.

Een Lange, Langzame Rit naar de Oppervlakte

Dit is wat de onderzoekers denken dat er binnen Enceladus gebeurt:

Oceaanwater schiet niet zomaar recht omhoog en de ruimte in. In plaats daarvan vormen zich druppels die langzaam door het ijskanaalsysteem bewegen, hun tijd nemend. Terwijl ze door diepere secteren drijven, bevriezen ze geleidelijk — langzaam genoeg dat al die verschillende zouten tijd hebben om te scheiden in afzonderlijke regio’s.

Dichter bij de oppervlakte wordt het chaotischer. Gas versnelt, smalle ijskanalen creëren turbulentie, en bevroren druppels slaan met hoge snelheid tegen de wanden. Deze inslagen versplinteren de grotere bevroren druppels in veel kleinere stukjes.

En hier is de sleutel: elk klein fragment komt uit slechts