Вокруг Света 2006 №05 - Вокруг Света

Снегопад в космосе

Имя гиганта Энцелада, погребенного, согласно древнегреческой мифологии, под вулканом Этна на средиземноморском острове Сицилия, получил в свое время один из спутников Сатурна. Оно оказалось пророческим, поскольку как раз на данном спутнике позже обнаружилась сильно развитая вулканическая активность. Энцелад стал четвертым небесным телом после Земли, Ио и Тритона, на котором нашли действующие вулканы. Произошло это совсем недавно, в прошлом году, хотя предположения высказывались еще за четверть века до открытия, когда в 1981 году Энцелад был впервые детально заснят с борта автоматической станции Voyager-2. Оказалось, что его поверхность — самая светлая среди всех планет и спутников Солнечной системы, она отражает практически весь падающий на нее свет, то есть Энцелад выглядит белее свежевыпавшего снега. На этом основании решили, что поверхность спутника время от времени покрывается свежими отложениями снега или льда. Такое возможно лишь путем выброса какого-то вещества из недр, поскольку атмосферы у этого небольшого спутника нет, ведь его диаметр всего лишь 500 км (в семь раз меньше, чем у Луны) и удержать газовую оболочку вокруг себя он не может.

Энцелад находится в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому там весьма холодно: средняя температура его поверхности –200°С. Несмотря на столь сильный холод, на этом спутнике бьют водяные фонтаны. Они вырываются время от времени из недр Энцелада через расположенные в районе южного полюса протяженные трещины и поднимаются на высоту до 500 км. Эти несколько трещин в ледяном панцире, температура вдоль которых на несколько десятков градусов выше, чем на окружающих равнинах, получили прозвище «тигровые полосы» — настолько они ровные и параллельные друг другу. Впервые выбросы вещества на этом небесном теле были сфотографированы в 2005 году европейско-американской автоматической станцией Cassini, которая стала первым искусственным спутником Сатурна. Двигаясь по сильно вытянутой орбите вокруг планеты-гиганта, она время от времени пролетает рядом с одним из его многочисленных спутников, после чего передает на Землю их подробные фотографии. В июле 2005 года Cassini пролетела прямо через облако выброшенного вещества. Было установлено наличие паров воды и мельчайших кристаллов льда. Частички, из которых состоят «фонтаны» над южным полюсом Энцелада, имеют в среднем размер 10 микрон. Это крошечные кристаллики водного инея, застывшего при выбросе воды из недр в холодное космическое пространство. Наиболее крупные из них падают на поверхность спутника, постоянно обновляя ее, поэтому она чрезвычайно светлая. Мелкие частички, размером 3 микрона и меньше, навсегда остаются в космосе, распределяясь вдоль орбиты Энцелада. Они образуют самое внешнее из колец Сатурна, называемое кольцом Е. Это очень слабо заметное кольцо, хотя оно и наиболее широкое, простирающееся на 1 миллион километров.

Открытие геологической активности на Энцеладе озадачило планетологов, поскольку спутник слишком мал, чтобы сохранять внутри себя разогретые недра. Источник энергии для поддержания геологической активности на этом небольшом небесном теле остается пока загадкой. Предполагается, что сильное гравитационное воздействие Сатурна, а также соседних крупных спутников приводит к приливной «раскачке» и нагреву недр Энцелада. Однако неясно, почему разогреву подвергается только область вокруг южного полюса, которая в целом на 10° теплее, нежели районы вблизи экватора Энцелада. А узкие участки вдоль «тигровых полос» теплее еще на 70°. Неясно также, почему не подвержен такому разогреву расположенный еще ближе к Сатурну спутник Мимас, диаметр которого — 400 км — лишь немного меньше, чем у Энцелада. Некоторые исследователи сравнивают последнего с гигантской кометой, выбрасывающей порции вещества, которое рассеивается в пространстве. Правда, есть большая разница в источниках энергии — у комет это внешний нагрев Солнцем, а у Энцелада происходит разогрев вещества в недрах самого спутника. Выбросы водяных фонтанов напоминают в определенной степени деятельность гейзеров на Земле с той лишь разницей, что у земных аналогов температура весьма высокая, а гейзеры Энцелада — холодные, разбрасывающие кристаллики льда.

«Солнечные» гейзеры

Наиболее удаленная от Солнца вулканическая активность наблюдается на Тритоне — крупнейшем из спутников Нептуна. Он расположен в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому достоверные сведения о нем появились сравнительно недавно — в 1989 году, когда до Тритона добралась автоматическая станция Voyager-2, впервые сделавшая подробные снимки этого спутника. Главной неожиданностью, которую преподнес Тритон, оказалась вулканическая активность. Его диаметр 2 700 км, то есть лишь 0,75 от лунного. До полета Voyager-2 никто даже и не предполагал, что на этом небольшом и холодном спутнике возможна какая-либо геологическая активность. Ее объяснили необычным химическим составом Тритона, одного из самых холодных тел в Солнечной системе — температура там чрезвычайно низкая, около –240°С. Поэтому лед и иней, покрывающие его поверхность, состоят из твердого азота. В столь холодных условиях вулканизм имеет весьма необычную природу. На снимках были обнаружены газовые гейзеры — темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где под действием ветра они наклоняются и вытягиваются параллельно поверхности Тритона «хвостами» длиной до 150 км. Было обнаружено десять действующих гейзеров.

Активность газовых гейзеров вызывается солнечным нагревом, расплавляющим азотный лед на некоторой глубине, в местах, где присутствуют водный лед и метановые соединения, имеющие темный цвет. Небольшого избыточного давления газовой смеси, возникающей в глубинном слое при его нагреве, оказывается вполне достаточно, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона (давление там в 60 000 раз меньше, чем на поверхности Земли). Слабый ветер, дующий в верхних слоях атмосферы, уносит выброшенный материал, окрашенный в темный цвет примесью метановых соединений, на сотни километров в сторону. Постепенно этот материал осаждается на почти белоснежную поверхность Тритона, образуя на ней темную полосу с «размытыми» краями. Такими полосами покрыта вся южная часть Тритона, сфотографированная Voyager-2, что указывает на многочисленность азотных гейзеров.

Приманка для фламинго

На Земле вулканизм и магматические процессы играли большую роль в течение всей геологической истории. Они не затихли и до сих пор. В настоящее время на земном шаре имеется около 600 действующих вулканов и примерно 10% населения живет в опасной близости от них.