Auf dem Saturnmond Mimas könnte ein riesiger unterirdischer Ozean entstanden sein, da seine Exzentrizität auf der Umlaufbahn auf den heutigen Wert abnahm und seine eisige Hülle schmolz und dünner wurde.
„In unserer früheren Arbeit haben wir herausgefunden, dass Mimas in der Vergangenheit eine viel dickere Eisschale gehabt haben muss, damit es heute eine Meereswelt ist Eis bis hin zu dünnerem Eis war weniger klar“, sagte Matthew E. Walker, leitender Wissenschaftler des Planetary Science Institute. „In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass es einen Weg gibt, durch den die Eisschale derzeit dünner wird, auch wenn die Exzentrizität aufgrund der Gezeitenerwärmung abnimmt, aber der Ozean muss geologisch gesehen sehr jung sein.“
Walker ist Co-Autor von „The evolution of a young ozean Within Mimas“, das erscheint In Briefe zur Erd- und Planetenwissenschaft. Alyssa Rose Rhoden vom Southwest Research Institute ist Hauptautorin.
„Die Exzentrizität treibt die Gezeitenerwärmung an. Im Vergleich zu anderen aktiven Ozeanmonden wie dem benachbarten Enceladus ist sie derzeit sehr hoch. Wir glauben, dass die Gezeitenerwärmung die Wärmequelle ist, die für die derzeitige Ausdünnung der Schale verantwortlich ist“, sagte Walker. „Gezeitenerwärmung ist jedoch keine freie Energie. Wenn sie also die Hülle schmilzt, entzieht sie Energie aus der Umlaufbahn, wodurch diese Exzentrizität verringert wird, bis sie schließlich kreisförmig wird und das Ganze zum Erliegen kommt.“
Der Beginn des Schmelzens musste eintreten, als die Exzentrizität von Mimas das Zwei- bis Dreifache des gegenwärtigen Wertes betrug. Eine dünner werdende Eisschale im Laufe der letzten 10 Millionen Jahre der Entwicklung von Mimas steht im Einklang mit seiner Geologie.
„Wenn wir an Meereswelten denken, sehen wir im Allgemeinen nicht viele Krater, weil die Umgebung wieder an die Oberfläche kommt und sie letztendlich auslöscht, wie Europa oder der Südpol von Enceladus. Die Form, der zentrale Gipfel und das ungestörte Innere des Herschel-Kraters erfordern „Um die von uns beobachtete Kratermorphologie zu erhalten, muss die Schale bei ihrem Einschlag mindestens 55 Kilometer groß gewesen sein“, sagte Walker.
„Krater können durch ihre Morphologie Hinweise auf das Vorhandensein eines Ozeans und die Dicke der Eisschale geben – etwa das Verhältnis zwischen dem Kraterdurchmesser und seiner Tiefe und die Existenz eines zentralen Gipfels.“
Mimas hat einen Umkreis von knapp 200 Kilometern. Die Dicke der äußeren Hydrosphäre, bestehend aus Eis und Flüssigkeit, wird grob auf etwa 70 Kilometer geschätzt. Die aktuellen Schätzungen für die Dicke der Eisschale liegen bei 20 bis 30 Kilometern, basierend auf der Präzession (der Rotationsbewegung der Achse eines rotierenden Körpers), oder einem engeren Bereich von 24 bis 31 Kilometern ab der Libration (ein leichtes Schwanken der Rotationsgeschwindigkeit). des Mondes, der den Anschein erweckt, als würde er hin und her nicken), wobei ein Ozean zurückbleibt, der etwa 40 bis 45 Kilometer tief ist, bevor er auf den Felsen trifft.
„Wir sehen Mimas möglicherweise zu einem besonders interessanten Zeitpunkt. Um der aktuellen Exzentrizität und den Dickenbeschränkungen basierend auf den Librationsinformationen gerecht zu werden, gehen wir davon aus, dass die ganze Sache vor nicht mehr als etwa 25 Millionen Jahren begonnen haben muss. Mit anderen Worten.“ „Wir glauben, dass Mimas bis vor 10 bis 25 Millionen Jahren vollständig gefroren war. Zu diesem Zeitpunkt begann die Eisschicht zu schmelzen, was diese Epoche des Schmelzens einleitete, wird noch untersucht“, sagte Walker.
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Alyssa Rose Rhoden et al., Die Entwicklung eines jungen Ozeans in Mimas, Briefe zur Erd- und Planetenwissenschaft (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.118689