Необычный кратер, оказавшийся криовулканом, может раскрыть тайну рельефа Плутона

Кратер Киладзе — это 44-километровое углубление, расположенное на поверхности Плутона в районе под названием «Земля Хаябусы» и названное так в честь астронома Ролана Киладзе, который первым провел фотометрические и астрометрические наблюдения карликовой планеты. Считается, что этот кратер позволит приоткрыть завесу тайны, как сформировался сложный геологический ландшафт Плутона. Планетолог Дейл Крукшенк в недавнем исследовании детально изучил особенности этого объекта и предположил, что он может быть последним «суперкриовулканом», обнаруженным в Солнечной системе.

Криовулканизм — это явление, при котором вместо расплавленных скальных пород извергается вода, аммиак и метан, причем как в жидком состоянии (это именуется «криолавой»), так и в газообразном. Такой вид вулканизма можно встретить на некоторых планетах и других небесных телах в условиях низких температур (к примеру, на Плутоне температура варьируется от минус 233 до минус 213 градусов Цельсия).

Впервые криовулканы были обнаружены космическим зондом NASA «Вояджер-2» на спутнике Нептуна Тритоне, а точнее — в районе его южной полярной шапки. На снимках этой местности ученым удалось насчитать до 50 небольших темных пятен, которые представляют собой газовые струи, вылетающие из жерл криовулканов. Также признаки наличия криовулканов были получены при изучении таких спутников Сатурна, как Титан и Энцелада. Существуют косвенные доказательства того, что криовулканизм присутствует и на ряде других «ледяных спутников», в частности Европе и Ганимеде. В январе 2014 года список небесных тел с криовулканами пополнила и Церера.

Спустя год формы рельефа, которые могут быть криовулканами, нашли на Плутоне во время его облета автоматической межпланетной станцией New Horizons. Внимание ученых привлекло несколько необычных регионов, включая большую трещину Вирджил Фосса, расположенную к западу от равнины Спутника, и кратер Киладзе, исследованием которого занимался планетолог Крукшенк и его коллеги. По их мнению, на криовулканизм в этих районах указывает наличие водяного льда, а также отсутствие толстого слоя толинов (смеси органических сополимеров, образованных в атмосфере из метана, этана и других простых соединений под действием излучения Солнца).

Криовулканизм происходит из-за процесса, который нагревает недра Плутона и выбрасывает водяной лед на его поверхность. Наиболее очевидным объяснением такого нагрева является радиоактивный распад элементов внутри ядра, который способен привести к образованию океана жидкой воды или очагов водяного льда. «Для Плутона внутреннее тепло является движущей силой вулканизма, наблюдаемого в некоторых местах на поверхности, но мы не знаем, существует ли подповерхностный глобальный океан воды плюс различные химические вещества, или просто скопления воды плюс химические вещества. Это загадка, которую предстоит разгадать следующему поколению ученых-планетологов», — говорится в статье.

При изучении кратера Киладзе ученые сразу же обратили внимание, что водяной лед, разбросанный вокруг этого углубления, содержит в своем составе соединения аммиака. Они сочли это необычным, поскольку большую часть поверхности Плутона покрывают метановый и азотный лед. Судя по всему, эта водно-аммиачная смесь поступает из недр карликовой планеты, но планетологам пока неизвестно, откуда она взялась — не исключено, что она была частью первоначального материала, из которого Плутон сконденсировался около 4,5 миллиарда лет назад.

«Мы находим свидетельства наличия какого-то вида аммиака в спектрах многих транснептуновых объектов, полученных с помощью космического телескопа “Уэбб”, и это, по-видимому, повсеместный компонент планет и малых тел», — подчеркнул Крукшенк.

Аммиак понижает температуру замерзания воды, позволяя ей течь в виде ледяной «магмы» через криовулканы Плутона. По предположению Крукшенка и его команды, вулканические извержения происходили в этой местности в течение последних нескольких миллионов лет. «У нас есть хорошее представление о времени образования и оседания частиц смога на Плутоне. Если бы структура Киладзе находилась там миллиарды лет, частицы смога скрыли бы спектральную сигнатуру водяного льда, обнаруженную космическим аппаратом New Horizons в 2015 году. Отсюда напрашивается вывод, что она сформировалась относительно недавно», — добавил Крукшенк.

Причем, вероятно, суперкриовулкан извергался на Плутоне не один, а «много раз» с момента своего образования. По мнению ученых, само его присутствие на карликовой планете, а также недавние научные работы, посвященные вулканизму в Вирджил Фоссе, послужат хорошей почвой для будущих исследований по этой теме.