Tidvattenspänningar kan orsaka konstanta isbävningar på Saturnus sjätte största måne Enceladus, en värld av intresse för sökandet efter liv bortom jorden, enligt en ny studie. En bättre förståelse av seismisk aktivitet kan avslöja vad som finns under månens isiga skorpa och ge ledtrådar till dess hav.

Enceladus är cirka 500 kilometer i diameter och nästan helt täckt av is. Månen är nästan 10 gånger så långt borta från solen som jorden och dess ljusa yta reflekterar mest solljus, gör det väldigt kallt, ändå har forskare länge spekulerat i att isen omsluter ett underliggande flytande hav.

Månen upplever sannolikt massiva tidvattenkrafter orsakade av Saturnus och planetens andra, större månar – liknande sättet som jordens måne orsakar tidvatten på jorden. Dessa tidvattenrörelser inuti Enceladus värmer dess inre, spräcka ytan och ibland pressa höga gejsrar av vattenånga genom anmärkningsvärda sprickor som kallas tigerrandsfrakturer.

Den nya studien använde observationer av antarktiska ishyllor för att antyda att tidvatten på Enceladus också kan orsaka små skalv i isen vid månens sprickor, som isbävningar som observerats på Antarktis flytande inlandsisar.

"[Månar som] det här är platser som är spännande eftersom de kan ha liv, sa Kira Olsen, en geofysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center. Hon sa att eftersom livet först tros ha utvecklats i våra hav, flytande hav under andra världars is kan vara ett bra ställe att söka efter liv. Den isiga skorpan på Enceladus kan också skydda vattnet nedanför från strålning, gör det mer beboeligt.

Den nya studien publicerades i Journal of Geophysical Research:Planeter , AGU:s tidskrift för forskning om planeternas bildning och evolution, månar och föremål i vårt solsystem och bortom.

"Vi har idéer om hur tjock isen kan vara, men vi har ingen direkt observation. Att studera isbävningar är ett sätt att komma till den informationen, sa Olsen.

Inre tidvatten

För att lära dig mer om hur Enceladus tigerfrakturer kan röra sig, Olsen och hennes kollegor vände sig till flytande ishyllor i Antarktis som den närmaste analogen på jorden för de typer av aktivitet de såg på Enceladus. De kan sedan använda sin kunskap om hur vissa ytegenskaper på vår planet producerar seismisk aktivitet för att uppskatta vilken typ av seismisk aktivitet som händer på den avlägsna månen.

Forskarna analyserade data som samlats in av seismometrar längs Ross Ice Shelf på den södra kontinenten mellan 2014 och 2016 och jämförde dessa med satellitbilder av området. De ägnade särskild uppmärksamhet åt två seismometrar placerade bredvid stora sprickor på isplattan.

De relaterade den seismiska aktiviteten till spänningen som inträffade längs dessa sprickor. Majoriteten av isbävningarna på Ross Ice Shelf inträffade när sprickorna drog isär, som händer när tidvattnet faller.

Vi har inga mätningar av seismisk aktivitet på Enceladus, men Olsen och hennes kollegor skapade modeller som jämförde de typer av sprickor de såg på månens yta med de på Ross Ice Shelf.

Dessa modeller visade att den största mängden seismisk aktivitet på Enceladus sannolikt motsvarade tidvattnet. Topp seismisk aktivitet där inträffar när Enceladus är 100 grader förbi den närmaste inflygningen till Saturnus under dess omloppsbana. Havet under isen agerar vid denna tidpunkt ungefär som vatten inuti en skvalpande ballong. Issprickorna skapas vid de punkter med högsta spänning, där ballongen skulle gå sönder.

Isbävningarna är inte massiva längs dessa sprickor, även under de mest stressiga perioderna. Olsen beskriver dem mer som "nästan kontinuerliga små knallar och frakturer.

Mark Panning, en forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory som inte var involverad i den nya studien, sa att medan rymdfarkosten Cassini avslöjade att månen är geologiskt aktiv, det är svårt att säga hur det översätts till seismisk aktivitet. "Studien representerar ett mycket viktigt sätt att undersöka hur seismicitet på Enceladus och andra tidvattenaktiverade isiga världar kan se ut genom att titta på de bästa analogerna vi kan hitta på jorden, " han sa.

Olsen sa att forskare bör sträva efter att placera seismometrar inom 10 kilometer från dessa sprickor i eventuella framtida uppdrag till Enceladus för att lära sig mer om vad som händer nedan.

"Det är inte en tyst ur vägen plats, men det är ett ganska bra ställe att studera på, " Hon sa.

Mer information om den seismiska aktiviteten skulle då kunna lära oss mer om tjockleken på isskorpan på Enceladus. Tills vidare, inga uppdrag till Enceladus har planerats, men European Space Agency planerar JUICE-uppdraget till en av Jupiters isiga månar, Europa.

Olsen sa att liknande arbete då skulle kunna utföras på Titan, Saturnus största måne, en värld som också är täckt med is som kan dölja flytande hav och är ett annat toppval för potentiellt utomjordiskt liv. NASA:s Dragonfly-uppdrag är planerat att besöka Titan 2036.

"Den här typen av arbete är ett av de bästa sätten att försöka få en uppfattning om vilka beteenden vi kan se på en planetarisk kropp som skulle vara en otrolig plats att göra mer vetenskap på, " sa Panning.