Czekaj, tam pod spodem jest ocean?

Dobrze, pozwolę sobie narysować wam obraz. Saturn ma mały księżyc o nazwie Enceladus – około tak szeroki jak Arizona – a jego powierzchnia wygląda jak jedno wielkie lodowisko. Ale oto rzecz, która nie daje naukowcom spać: pod całą tą lodową skorupą? Globalny ocean. I wyrzuca on materia w kosmos.

W pobliżu bieguna południowego lodowa skorupa ma szczeliny, które działają jak gejzery, wyrzucając w próżnię parę wodną i cząstki lodu. Te cząstki ostatecznie tworzą pierścień E Saturna. To naprawdę jedno z najbardziej surrealistycznych zjawisk w naszym Układzie Słonecznym – księżyc, który jest w zasadzie śnieżną kulą, nieustannie erupcyjną.

Przez lata naukowcy badali te drobne ziarna lodu, aby zrozumieć, co znajduje się w tym ukrytym oceanie. Bez konieczności wiercenia przez 20–30 kilometrów lodu. Sonda Cassini w latach 2004–2017 wykonała za nas ciężką pracę, zbierając cząstki za pomocą analizatora pyłu kosmicznego.

Coś się nie zgadzało

Tu zaczyna się dziwna część. Kiedy badacze przeanalizowali 961 ziaren lodu bogatych w różne sole, oczekiwali, że znajdą w nich mniej więcej podobne składy chemiczne. W końcu wszystkie te ziarna pochodziły z tego samego oceanu, prawda?

Błędne.

Niektóre ziarna były nasycone chlorkiem sodu (czyli zwykłą solą kuchenną). Inne zawierały wysokie stężenia węglanów, fosforanów lub chlorku potasu. Samo to nie jest zaskakujące – oceany zawierają różne minerały. Naprawdę dziwna część? Chlor i węglan prawie nigdy nie pojawiały się razem w tym samym ziarnie.

Gdyby wszystko mieszało się równomiernie przed zamarznięciem, można by oczekiwać, że czasem będą one sparowane. Ale tak się nie działo. Coś innego było przyczyną.

Efekt lodowego lizaka

Tu zaczyna się robić naprawdę ciekawie (gra słów w pełni zamierzona).

Zespół badawczy, w tym naukowcy z Instytutu Nauk o Ziemi i Życiu w Tokio, postanowił odtworzyć w laboratorium krople oceanu Enceladusa. Utworzyli małe krople – o średnicy około 200 mikrometrów – zawierające główne sole, które, jak się przypuszcza, występują w tym oceanie. Następnie zamrozili je w różnych warunkach i obserwowali, co się stanie.

Wyniki były zaskakujące.

Kiedy krople zamarzały powoli (około 10 kelwinów na minutę lub wolniej), różne sole oddzielały się od siebie podczas procesu zamarzania. Tworzyły odrębne regiony, podobnie jak można zaobserwować różne warstwy w powoli zamarzającym lodzie z kranu.

Ale gdy te same krople zamarzały szybko? Sole pozostawały równomiernie wymieszane.

„To, co nas zaskoczyło, to fakt, że różnorodność zaobserwowana przez Cassini mogła powstać z kropli pochodzących z zasadniczo tego samego oceanu” – wyjaśnił profesor Yasuhito Sekine. Różnorodność, którą widzimy w tych drobnych ziarnach lodu, nie oznacza, że sam ocean jest chemicznie chaotyczny. Oznacza jedynie, że krople mają bardziej skomplikowaną drogę, niż ktokolwiek przypuszczał.

Długa, powolna podróż na powierzchnię

Oto, co według badaczy dzieje się wewnątrz Enceladusa:

Woda oceaniczna nie przemieszcza się prosto w górę i nie wyrzuca w kosmos. Zamiast tego tworzą się krople, które powoli przemieszczają się przez lodowy system kominów, nie spiesząc się. Gdy dryfują przez głębsze partie, stopniowo zamarzają – na tyle powoli, że wszystkie różne sole mają czas oddzieli