Метан не даёт замерзнуть воде на Плутоне

Полноценное исследование планеты началось в 2015 году с помощью зонда "Новые Горизонты". За прошедшие 4 года эта межпланетная станция НАСА собрала большое количество информации о Плутоне и его спутнике Хароне, а также отправила на Землю ряд фотографий поверхности этих небесных тел.

И за это время было открыто много интересных фактов, насчёт Плутона. Так, это "ледяное тело" обладает большим геологическим разнообразием. Причём большее разнообразие имеет равнина Спутник, находящаяся вблизи экватора. Следует отметить, что именно эта равнина и её расположение способствовали созданию теории о существовании подповерхностного океана и локально истонченной ледяной оболочки.

Но проблема состояла в том, что карликовая планета не обладала необходимыми ресурсами, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии. Так Плутон очень далеко от "естественного нагревателя" — Солнца. Также у него не поддерживается относительно высокая температура в ядре — то есть и внутреннего источника тепла у него нет. Причём такие источники могли "создать" спутники: так спутники планет-гигантов постоянно нагреваются из-за приливных взаимодействий с их планетами. И ещё один минус Плутона: распада его радиоактивных элементов, а точнее тепла, выделяемого при этом распаде, также не хватает для достаточно нагрева.

Этот ребус осложнялся ещё тем фактом, что жидкость могла сохраниться благодаря очень толстому слою льда. При этом чтобы самим не таять, льды должны были бы обладать низкой вязкостью, что в свою очередь привело бы к возникновению движения в пластах — в этом случае поверхность планеты была бы полностью равниной. Но у Плутона есть свои горы и холмы.

То есть в плане данного астрономического объекта сочетание "настоящих" океанов и корки льда было невозможно. И тем не менее, незамёрзшая вода у планеты имеется. И группа учёных из Японии и США дали объяснение этому явлению.

С помощью расчётов тепловой эволюции и вязкой релаксации (механизм, который способен изменить топографию) специалисты выяснили, что вся вода океана не превратилась в лёд благодаря слою из клатратов — соединений, в чью кристаллическую решетку проникли чужеродные молекулы. В данном случае это соединение представлено гидратом клатрата, то есть эти "гости" являются молекулами газов.

Гидраты клатрата у Плутона действуют как теплоизолятор, предотвращая полное замерзание океана, при этом сохраняя ледяную оболочку холодной и неподвижной. Достигается это за счёт неплохой теплопроводности и вязкости.

Наиболее вероятным клатратным гостевым газом является метан, который оказался на планете за счёт распада органических соединений в горячем твёрдом ядре.

Что интересно, заявление экспертов объясняло и тот факт, почему в атмосфере присутствует высокая концентрация азота и почти полное отсутствие метана: весь метан находится в клатрате, а азот просто не может задерживаться в подобных соединениях, поэтому он и уходит в атмосферу.

Следует отметить, что данное открытие пока имеет лишь гипотетическую основу. Однако учёные уже провели анализ, в ходе которого выяснили, что без гидрата клатратов Плутон при его условиях полностью замёрз бы ещё сотни миллионов лет назад.

То есть благодаря газовой прослойке вода продолжает сохраняться в жидком состоянии.

Фото: pronedra.ru