Le lune ghiacciate dei pianeti più esterni del Sistema solare continuano a stupire con i loro misteri nascosti sotto spesse croste di ghiaccio. Alcune di esse, come Encelado, luna di Saturno, sono note per ospitare oceani di acqua liquida tra la superficie ghiacciata e il nucleo roccioso, rendendole tra i luoghi più promettenti del Sistema solare per la ricerca della vita extraterrestre. Uno studio pubblicato il mese scorso su Nature Astronomy fa luce su ciò che potrebbe accadere sotto la superficie di questi mondi lontani, offrendo nuove chiavi di lettura sulla loro evoluzione e sull’origine delle loro caratteristiche geologiche, spesso molto diverse tra loro.
A differenza della Terra, dove la geologia superficiale è alimentata dal movimento e dalla fusione della roccia nelle profondità del pianeta, nelle lune ghiacciate i principali protagonisti sono l’acqua e il ghiaccio. Il riscaldamento interno di questi corpi è dovuto soprattutto alle forze mareali esercitate dal pianeta attorno al quale orbitano e alle interazioni gravitazionali tra le lune stesse. Quando il riscaldamento aumenta, lo stato di ghiaccio può assottigliarsi e fondere dal basso; quando diminuisce, il ghiaccio tende invece a ispessirsi.
Immagine di Mimas, luna di Saturno, ripresa dalla sonda Cassini. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech / Space Science Institute
Gli autori dello studio avevano già analizzato in passato cosa accade quando la crosta ghiacciata si ispessisce. Poiché il ghiaccio occupa un volume maggiore rispetto all’acqua liquida, il congelamento esercita una forte pressione sulla crosta, che può dare origine a strutture superficiali come le celebri “strisce tigrate” osservate su Encelado.
Ma cosa succede quando avviene il processo opposto e lo strato di ghiaccio si scioglie dal basso? Secondo i ricercatori, questo scenario potrebbe addirittura portare all’ebollizione dell’oceano sottostante. Quando il ghiaccio si trasforma in acqua liquida, la pressione nell’oceano diminuisce. Sulle lune ghiacciate più piccole, come Mimas ed Encelado di Saturno o Miranda di Urano, questa diminuzione potrebbe essere sufficiente a raggiungere il cosiddetto punto triplo dell’acqua, in cui ghiaccio, acqua liquida e vapore possono coesistere contemporaneamente.
Le immagini di Miranda scattate dalla sonda Voyager 2 mostrano regioni caratterizzate da creste e scogliere, chiamate coronae, la cui origine potrebbe essere legata proprio a questo “bollore” degli oceani sotterranei. Anche Mimas, una piccola luna di Saturno con un diametro inferiore ai 400 chilometri e una superficie ricca di crateri – tra cui uno enorme che le ha valso il soprannome di “Morte Nera” – sembra oggi geologicamente inattiva. Tuttavia, un leggero oscillamento nel suo movimento orbitale suggerisce la possibile presenza di un oceano nascosto sotto la crosta ghiacciata, compatibile con l’assenza di evidenti strutture tettoniche in superficie.
La dimensione delle lune gioca un ruolo cruciale. Su lune più grandi, come Titania di Urano o Giapeto di Saturno, il calo di pressione dovuto all’assottigliamento del ghiaccio porterebbe la crosta a fratturarsi prima di raggiungere il punto triplo dell’acqua, generando strutture tettoniche compressive. Secondo gli autori, l’assenza di tali strutture su alcuni mondi di grandi dimensioni potrebbe indicare che non ospitano oceani sotterranei recenti.
Proprio come lo studio della geologia terrestre aiuta a comprendere l’aspetto attuale del nostro pianeta dopo miliardi di anni di trasformazioni, capire i processi geologici che agiscono sulle lune ghiacciate può aiutare a interpretare le caratteristiche che osserviamo oggi su questi affascinanti mondi del Sistema solare esterno.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo su Nature Astronomy “Boiling oceans and compressional tectonics on emerging ocean worlds” di M. L. Rudolph, M. Manga, A. R. Rhoden e M. Walker