Астрономы выяснили, что под гигантским ледником на Плутоне скрываются реки из жидкого азота, которые вопреки экстремальному космическому холоду прорываются на поверхность планеты. Команда исследователей во главе с планетологом Аланом Штерном из Юго-Западного исследовательского института США установила, что на леднике «Равнина Спутника» работает механизм, напоминающий земной вулканизм. Результаты опубликованы в журнале The Planetary Science Journal.
Ученые проанализировали темные полосы на северной окраине ледника Спутник, который раскинулся на 850 километров и заполняет древний ударный кратер. Эти образования оказались следами криовулканических извержений, когда жидкий азот вырывается на поверхность сквозь узкие трещины. По расчетам специалистов, геотермальное тепло из недр карликовой планеты расплавляет азотный лед у основания ледника на глубине от 300 метров до полутора километров. Поскольку сжиженный газ легче окружающего его твердого льда, он устремляется вверх и изливается на поверхность.
Авторы работы отмечают, что подъем «ледяного пламени» аналогичен движению базальтовой магмы в земной коре, но с важным отличием. В отличие от жидкой воды, которая тяжелее обычного льда и опускается на дно, жидкий азот имеет меньшую плотность, чем его твердая фаза. Эта разница составляет около 11%, что заставляет расплавленный газ всплывать сквозь толщу более холодного и плотного льда. Оказавшись на поверхности при температуре минус 236 градусов Цельсия, сжиженный газ растекается по низинам, заполняет впадины, а затем застывает, оставляя характерные темные следы.
Чтобы прорваться наружу, жидкому азоту требуется преодолеть толщу ледника в несколько километров. Из-за высоких требований к давлению газ скапливается в подледных резервуарах и вырывается наружу периодами. Этот процесс повторяет поведение земных вулканов, где магма накапливается в очагах перед извержением.
Равнина Спутник стала знаменита в 2015 году, когда автоматическая межпланетная станция NASA New Horizons пролетела мимо Плутона. Тогда выяснилось, что ледник состоит из азота с примесями угарного газа и метана, а его поверхность абсолютно лишена ударных кратеров. Отсутствие воронок от метеоритов доказывает, что лед постоянно обновляется за счет конвекции — медленного перемешивания его слоев из-за внутреннего тепла планеты. Ученые не исключают, что схожие криовулканические процессы с реками жидкого азота могут прямо сейчас происходить на других далеких небесных телах.
Ранее ученые выяснили, что на Луне не хватит воды для постоянных баз.