Na Plutu existuje podpovrchový oceán, který měl ale již dávno zamrznout. Proč se tak nestalo?

Počítačové simulace poskytly přesvědčivé důkazy, že izolující vrstva hydrátů plynu může uchránit podpovrchový oceán kapalné vody pod vnější ledovou vrstvou Pluta před zamrznutím. Vyplývá to z nové studie publikované v časopise Nature Geoscience.

V červenci 2015 sonda NASA s názvem New Horizons prolétla skrz soustavu Pluta a poskytla vůbec první detailní záběry této vzdálené trpasličí planety a jejího měsíce. Snímky představují neočekávanou topografii povrchu Pluta včetně bíle zbarvené eliptické pánve pojmenované Sputnik Planitia, která se nachází poblíž rovníku a má rozlohu přibližně odpovídající velikosti amerického státu Texas.

Vzhledem k její poloze a topografii povrchu se astronomové domnívají, že pod ledovou kůrou, která je tenčí v oblasti Sputnik Planitia, existuje podpovrchový oceán. Avšak tato pozorování jsou v rozporu s věkem trpasličí planety, protože přítomný oceán by měl již dávno zamrznout a vytvořit zde rovnoměrně silnou ledovou kůru.

TIP:   Krása 22 stupňů

Vědci z Japan’s Hokkaido University, Tokyo Institute of Technology, Tokushima University, Osaka University, Kobe University a University of California, Santa Cruz zvažovali, co může udržet podpovrchový oceán teplý, zatímco je na Plutu uchována zamrzlá a nerovnoměrně tlustá ledová kůra.

Astronomové předpokládali, že pod ledovou kůrou v oblasti Sputnik Planitia existuje „izolující vrstva“ hydrátů plynu. Tyto hydráty plyny (tzv. klatráty) jsou krystalické ledu podobné pevné částice tvořené plynem polapeným uvnitř mřížky molekul vody. Jsou velmi viskózní, mají nízkou tepelnou vodivost a mohou proto poskytnout dobré izolační vlastnosti.

Astronomové prováděli počítačové simulace pokrývající časové období počínaje časem před 4,6 miliardami let, kdy se Sluneční soustava začala formovat. Tyto simulace ukázaly teplotní a strukturální vývoj nitra trpasličí planety Pluto a čas potřebný pro zamrznutí podpovrchového oceánu a pro jeho pokrytí ledovou kůrou stejné tloušťky. Vědci simulovali v počítačích dva scénáře: v jednom existovala mezi oceánem a ledovou kůrou izolační vrstva hydrátů plynu, v druhém nikoliv.

Počítačové simulace ukázaly, že bez izolační vrstvy tvořené hydráty plynu by podpovrchový oceán zcela jistě zamrzl již před stovkami milionů let; nicméně je ale jasné, že doposud nezamrzl úplně. Trvalo by zhruba jeden milion let pro vytvoření tlusté ledové kůry a ke kompletnímu zamrznutí současného oceánu. Avšak s izolační vrstvou hydrátů plynu to bude trvat více než jednu miliardu let. Závěry simulace podporují možnost dlouhodobé přítomnosti kapalného oceánu existujícího pod ledovou kůrou v oblasti Sputnik Planitia.

Astronomové věří, že tím plynem s hypotetickou izolační vrstvou je nejspíše metan pocházející z kamenného jádra Pluta. Teorie, podle které je metan zachycen jako hydrát plynu, se shoduje s neobvyklým složením atmosféry Pluta, která je chudá na metan a bohatá na dusík.

Podobné izolační vrstvy hydrátů plynu mohou udržovat dlouhodobě existující podpovrchové oceány vody i na dalších relativně velkých, ale minimálně zahřívaných ledových měsících a vzdálených nebeských tělesech, dodávají astronomové. „To může znamenat, že ve vesmíru může existovat mnohem více oceánů, než jsme si doposud mysleli; z toho plyne, že existence mimozemského života je mnohem pravděpodobnější,“ říká Shunichi Kamata z Hokkaido University, který byl vedoucím týmu astronomů.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (scitechdaily.com), autor: FRANTIŠEK MARTÍNEK, foto: Roman Tkachenko – ilustrace pohoří pohoří al-Idrisi, NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute, Kamata S. et al., Pluto’s ocean is capped and insulated by gas hydrates. Nature Geosciences, May 20, 2019. Doporučený odkaz: Publication: Kamata S. et al., “Pluto’s ocean is capped and insulated by gas hydrates. Nature Geosciences,” May 20, 2019; DOI: 10.1038/s41561-019-0369-8