Nudná ledová koule? Ani omylem!

Znáte lávové lampy? Jsou to poměrně estetické doplňky interiéru, které využívají odpadního tepla, které produkují žárovky. Toto teplo ohřívá vrstvu materiálu, který díky ohřátí stoupá k povrchu lampy, aby se tu ochladil a opět klesnul níže. Je to podobné jako když vaříme vodu na brambory, která klokotá. Pohledem fyzika jde o jeden z typů šíření tepla zvaný konvekce, tedy proudění. Stejný proces funguje i v zemském plášti, kde velmi pomalu proudí roztavené horniny. Ale čekal by někdo něco takového na Plutu – na té trpasličí planetě, o které si ještě před rokem lidé mysleli, že je to nudná ledová koule? Ano, nové poznatky z New Horizons ukazují, že by to mohla být pravda.

Po průletu sondy New Horizons bylo ohromným překvapením, že se na povrchu Pluta vyskytují vedle tmavých krátery posetých lokalit i světlé oblasti, které nemají krátery téměř žádné. Vysvětlení je na první pohled jednoduché – oblasti, kde nejsou krátery, vznikly později. Jenže tohle jednoduché vysvětlení naráželo na jeden velký problém – jaký proces by dokázal na tak malém tělese vytvořit terén, který se obnovuje?

Odborníci si nad touto otázkou lámali hlavy až je napadlo spojit počítačové modely a data o topografii a složení, která nasbírala sonda New Horizons během průletu kolem Pluta vloni v létě. Díky tomu se podařila určit tloušťka vrstvy ztuhlého dusíku, která pokrývá oblast Sputnik Planum ve tvaru srdce. Kromě tloušťky této vrstvy se podařilo určit i rychlost pohybu tohoto „ledu“. Celá studie vyšla 2. června v časopise Nature.

Specialisté pro modelování využili nejdokonalejší počítačové simulace, jaké jsou momentálně k dispozici a vyšlo jim, že Sputnik Planum pokrývají ledové buňky o průměru 16 – 48 kilometrů, které jsou starší než milion let. Právě v těchto buňkách probíhá „var“ – ovšem v kosmických měřítkách času. Tyto poznatky významně přispívají k našemu lepšímu náhledu na nečekaně aktivní geologii Pluta. Navíc není vyloučeno, že podobné procesy mohou probíhat i na jiných, dosud nenavštívených tělesech v odlehlých částech Sluneční soustavy.

„Vůbec poprvé v historii jsme dokázali určit, co jsou ty podivné okraje na zmrzlém povrchu Pluta zač,“ popisuje William B. McKinnon z Washington University v St. Louis, který vedl celou studii a zároveň funguje i ve vědeckém týmu sondy New Horizons. „Objevili jsme důkazy, že i malé, chladné těleso vzdálené miliardy kilometrů od Slunce má dostatek energie na slušnou geologickou aktivitu, pokud má k dispozici tu správnou látku, tedy něco dostatečně měkkého a poddajného jako je třeba ztuhlý dusík,“ dodává McKinnon.

Jeho vědecký tým předpokládá, že tvar těchto buněk závisí na probíhající konvekci ledů s hlavním podílem dusíku, které pokrývají Sputnik Planum. Na některých místech by tato zásobárna mohla být hluboká i několik kilometrů, takže ztuhlý dusík by mohl být v nižších patrech ohříván teplem z jádra Pluta. Tohle teplo nebude moc velké, ale stačí na to, aby se materiál ohřál natolik, aby se začal ve formě velkých hroud vznášet k povrchu, kde zchladne, začne klesat dolů, aby se koloběh uzavřel.

Počítačové modely ukazují, že aby tento proces fungoval, nemusí být zásobníky moc hluboké – stačí jen pár kilometrů. Modely také ukazují, že tyto hroudy tvořené převážně pevným dusíkem se mohou v průběhu času pomalu vyvíjet a slučovat. Hřebeny, které značí, kde se ochlazený dusíkový led začal nořit dolů, mohou vytvářet útvary ve tvaru písmen Y a X. Takové vzory můžeme najít na „křižovatkách“, kde se potkávají tři nebo  čtyři konvekční buňky.

„Sputnik Planum je jedním z nejúžasnějších objevů výzkumu planet za posledních padesát let. Objevy Williama McKinnona a dalších z celého našeho týmu ukazují, že tato oblast, jejíž rozloha je srovnatelná s Texasem a Oklahomou dohromady (což +/- odpovídá rozloze Francie a Velké Británie – pozn. aut.) je vytvořena probíhající konvekcí ledu – to je jeden z nejneobyčejnějších objevů celé mise,“ nešetří chválou Alan Stern, který zodpovídá za celou misi.

Konvektivní pohyb na povrchu dosahuje rychlosti pouze v řádu centimetrů za rok, což je srovnatelné s rychlostí, kterou nám rostou nehty. Z toho by vycházelo, že se povrch buněk kompletně obnoví za zhruba půl milionu let. To je z hlediska lidského života velmi pomalý proces, ale v geologickém měřítku jde o docela rychlý děj. „Nebylo by vůbec překvapivé, pokud bychom podobný proces objevili i na dalších trpasličích planetách v Kuiperově pásu. Doufejme, že jednou dostaneme šanci to prozkoumat pomocí nějaké budoucí mise,“ těší se McKinnon.

Zdroje obrázků:
http://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://www.epictimes.com/wp-content/uploads/2016/01/pluto2.jpg
http://preview.turbosquid.com/…ff964d48-9d43-4915-a00c-d43b8182b106Original.jpg
http://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/nh-mckinnon_etal_nature_cover_trimmed.jpg
https://upload.wikimedia.org/…Sputnik_Planum_by_LORRI_-_crop_of_PIA19936.jpg