Najbliższa Ziemi karłowata planeta jest w środku żywa. Na geologicznym poziomie

Dzięki zdjęciom powierzchni Ceres przesłanym przez sondę NASA Dawn, nim ta ostatecznie zamilkła na przełomie października i listopada 2018 roku, zdołaliśmy lepiej poznać budowę jej zmrożonej powierzchni. Szczególnie ważne okazały się zdjęcia krateru Occator o średnicy nieco ponad 90 km, na dnie którego od dawna ”puszcza do nas zajączki” coś niezwykle dobrze odbijającego światło.

Teoria, którą w końcu udało się potwierdzić, zakładała wylewanie się z wnętrza Ceres zimnego słonego płynu. Po jego odparowaniu na powierzchni pozostawać miała jedynie jasna słona skorupa. To, co szczególnie interesuje naukowców, to jej podziemne źródło i sposób w jaki wydostaje się na zewnątrz. To, czego dowiedziono wskazuje, że mamy do czynienia z bardzo młodym procesem geologicznym.

Miliony lat temu coś dużego wybiło w powierzchni Ceres dziurę (znaną nam dzisiaj jako krater Occator) i uruchomiło procesy wulkaniczne. Z czasem planeta ostygła, ale aktywność geologiczna nie ustała. Z tą różnicą, że na Ziemi mamy gorącą lawę, na Ceres wylewa się na powierzchnię wodnista breja.

Rozbicie płaszcza zewnętrznego sprawiło, że ze zbiorników pod powierzchnią – pamiątki po dawnym oceanie - przez pęknięcia na dnie krateru zaczęła wyciekać solanka. W nowych badaniach rozpisanych na 7 artykułów opublikowanych w ”Nature Astronomy”, ”Nature Communications” oraz ”Nature Geoscience” udało się oszacować wiek depozytów soli na powierzchni Ceres na ok. 1,2 mln lat.

Kriowulkanizm w kosmosie nie jest szczególnie unikalny. Erupcje tego typu mamy na Enceladusie (księżyc Saturna), ślady ich znajdujemy na Trytonie (księżyc Neptuna) czy Tytanie (księżyc Saturna). Ten na Ceres jest szczególnie ciekawy, bo raz - jest relatywnie blisko, dwa – możliwe, że kriowulkaniczne procesy nadal tam trwają.

Zdjęcia dostarczone przez sondę Dawn wskazują, że niektóre słone osady powstały niespełna dekady temu, jeżeli nie wcześniej. – Zdobyliśmy silne dowody wskazujące na zupełnie niedawną, jeżeli nie obecną, geologiczną aktywność Ceres – zauważyła Carol Raymond, która z ramienia ośrodka NASA Jet Propulsion Laboratory kieruje w kalifornijskiej Pasadenie programem Małych Ciał (słonecznych).

Poza opisem gęstej solanki wyciekającej z wulkanów nowe badanie wskazuje też na konieczność traktowania karłowatej planety Ceres jako jednego z tych ciał niebieskich na których teoretycznie mogło istnieć życie. Są tam obecne trzy kluczowe elementy jego powstania: woda, energia i organiczne molekuły węgla.

Jak powiedziała ”National Geographic” niezwiązana z opisywanym tu badaniami Kirby Runyon, planetarna geolożka z Laboratorium Fizyki Stosowanej uczelni Johnsa Hopkinsa, na Ceres zupełnie niedawno panował ”mokry i ciepły system geologiczny ze wszystkimi składnikami koniecznymi do stworzenia życia”.

Także w teorii, w krótkich (liczonych w milionach lat) okresach tuż po uderzeniach asteroidów (ogrzewających powierzchnię) planeta nadawała się do zamieszkania. Niekoniecznie była, ale mogła. A to już coś.

Naukowcy blisko dwa lata poświęcili na analizę danych przesłanych przez sondę Dawn w jej przelotach nad powierzchnią Ceres (pod koniec nawet na wysokości 35 km), nad którą orbitowała od 2015 do 2018 roku. Błyszczące plamy na dnie krateru Occator dostrzeżono niemal od razu i przez kolejne lata próbowano zrozumieć ich naturę.

Zdjęcie: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Dość szybko ustalono, że to słone osady wulkaniczne wyciekające na powierzchnię z dna krateru. Bez odpowiedzi pozostawało pytanie o ich źródło. Krater Occatora powstał 20 mln lat temu a wystygł niecałe 5 mln lat temu.

Gdy już wiedziano, że słone depozyty powstały w ostatnich 4 mln lat, wiadomym też stało się, że nie mogły być rezultatem dawnego uderzenia asteroidy. Słona ciecz musiała wydostać się z rezerwuaru pod powierzchnią. W zlokalizowaniu tego zbiornika (a właściwie dwóch) wykorzystano dwa typy informacji o Ceres.

Pierwszymi były drobne zmiany w polu grawitacyjnym planety zależne od lokalizacji i kształtu powierzchni. Dały się zarejestrować poprzez obserwację niewielkich zmian w prędkości orbitowania sondy Dawn wokół Ceres.

Drugimi były dane topograficzne dostarczone przez instrumenty sondy NASA. Odkryto, że grunt pod powierzchnią krateru Occator ma mniejszą gęstość niż otaczający go płaszcz. W końcu pod kraterem dostrzeżono dwa eliptyczne, przypominające czekoladowe drażetki, zbiorniki z solanką.

Większy, o średnicy ponad 400 km znajduje się 50 km bezpośrednio pod dnem Occatora. Mniejszy, o średnicy 193 km jest nieco z boku kratera, 19 km pod powierzchnią. Te kieszenie zimnego słonego płynu są najpewniej tym co pozostało z globalnego oceanu pokrywającego niegdyś powierzchnię całej planety, uznano.

Naukowcy sądzą, że płyn utrzymuje swoją ciekłą formę i temperaturę minus 30 stopni C. dzięki obecności soli i ”błotnistej papki” minerałów. Współautorka badania planetolożka Julie Castillo-Rogez, członkini misji Dawn, przyrównała zbiorniki cieczy do wielkiego bagna.