في العلم ، غالبًا ما يؤدي اكتشاف واحد إلى المزيد من الأسئلة والألغاز. هذا صحيح بالتأكيد بالنسبة لبراكين الجليد على الكوكب القزم سيريس . عندما اكتشفت المركبة الفضائية Dawn البركان الهائل المسمى أهونا مونس على سطح سيريس ، أدى ذلك إلى المزيد من الأسئلة: ما مدى نشاط سيريس في مجال البراكين البردية؟ ولماذا لا نرى سوى واحد؟
الكوكب القزم سيريس شيء مميز. إنه الكوكب القزم الوحيد الذي تم فحصه عن كثب بواسطة مركبة فضائية ، والجسم الوحيد النشط بركاني التبريد الذي تمت دراسته عن كثب. وكالة ناسا فجر وصلت المركبة الفضائية إلى سيريس في عام 2015 بعد زيارة الكويكب فيستا . في عام 2016 ، كشف علماء ناسا عن وجود بركان تجميد ضخم على سيريس يُدعى أهونا مونس.
كشفت ملاحظات Dawn عن شيء مثير للاهتمام حول ارتفاع Ahuna Mons الذي يبلغ ارتفاعه 4 كيلومترات: إنه صغير جدًا من الناحية الجيولوجية. يبلغ عمرها حوالي 200 مليون سنة فقط ، بينما يبلغ عمر سيريس نفسها 4.5 مليار سنة. على الرغم من أن Ahuna Mons لم تعد نشطة بعد الآن ، إلا أنها كانت نشطة في الماضي القريب. شباب أهونا مونس ، وحقيقة أنه البركان الجليدي الوحيد المرئي ، كان لغزًا للعلماء. سيكون من الغريب جدًا أن يظل كوكب نائمًا لمدة 4.3 مليار سنة ، ثم ينفجر فجأة في مكان واحد فقط.
لا بد أنه كان هناك براكين جليدية أخرى ، لكن أين كانت؟
تساعد دراسة من جامعة أريزونا (UA) ، بقيادة عالم جامعة أريزونا مايكل سوري ، في تفسير لغز بركان سيريس الجليدي. اكتشف سوري والمؤلفون المشاركون معه من UA ، علي برامسون وشاين بيرن ، أن براكين الجليد في سيريس لا تزال تنفجر بنشاط ما يكفي من المواد لملء قاعة سينما كل عام. تشرح دراستهم أيضًا سبب عدم قدرتنا على رؤية أي بقايا من البراكين القديمة على سطح سيريس.
وفقًا للورقة البحثية ، يتم محو أي دليل مرئي لبراكين الجليد الأقدم من خلال عملية تُعرف باسم 'الاسترخاء اللزج'. المادة اللزجة هي شيء يتدفق ، مثل الماء. السوائل السميكة مثل العسل والكاتشب تكون لزجة أيضًا ، وتستغرق وقتًا أطول للتدفق. الجليد هو أيضًا لزج ، وهنا على الأرض تعتبر الأنهار الجليدية دليلًا على ذلك.
سيريس عبارة عن صخور وجليد بشكل أساسي ، لذلك افترض سوري وفريقه أن البراكين القديمة تسترخي ببساطة في شكل غير طبيعي ، بسبب لزوجة مكياج الجليد / الصخور. سيحدد محتوى الجليد ودرجة الحرارة مدى سرعة استسلامهم للاسترخاء اللزج. كلما زاد محتوى الجليد ، وكلما ارتفعت درجة الحرارة ، كلما اختفى البركان الجليدي بشكل أسرع.
هناك تقلبات في درجات الحرارة على سطح سيريس ، على الرغم من أنه لا يسخن أبدًا أكثر من -30 درجة فهرنهايت ، يظل القطبان باردًا ، لكن درجات الحرارة عند خط الاستواء أكثر قابلية للتغيير. قال سوري: 'أعمدة سيريس باردة بدرجة كافية بحيث أنك إذا بدأت بجبل من الجليد ، فلن يرتاح'. 'لكن خط الاستواء دافئ بدرجة كافية بحيث يمكن أن يرتاح جبل من الجليد على مدى فترات زمنية جيولوجية.'
ابتكر سوري محاكاة لاختبار نظرية الاسترخاء اللزج. في هذه النماذج ، بقيت البراكين الجليدية بالقرب من القطبين مجمدة إلى الأبد. ولكن بعيدًا عن القطبين ، تشكلت البراكين الجليدية في أشكال طويلة وشديدة الانحدار ، لكنها تراجعت إلى أشكال قصيرة واسعة بمرور الوقت.
كانت الخطوة التالية هي البحث عن البيانات من Dawn بحثًا عن أشكال الأرض التي تطابق الأشكال المحاكاة. تبلغ مساحة سطح سيريس حوالي 3.4 مليون كيلومتر مربع ، ووجد سوري وفريقه 22 جبلًا تتطابق مع تلك الموجودة في عمليات المحاكاة.
'الجزء المثير حقًا الذي جعلنا نعتقد أن هذا قد يكون حقيقيًا هو أننا وجدنا جبلًا واحدًا فقط في القطب.' - مايكل سوري جامعة أريزونا.
قال سوري 'الجزء المثير حقًا الذي جعلنا نعتقد أن هذا قد يكون حقيقيًا هو أننا وجدنا جبلًا واحدًا فقط في القطب'. يقع Yamor Mons في القطب ، وله نفس شكل Ahuna Mons. لكن يامور مونس تعرضت للضرب بالحفر الصدمية ، وهو دليل على تقدمه في السن. لم يستسلم Yamor Mons للاسترخاء اللزج بسبب موقعه في القطب المتجمد. يامور مونس أعرض بخمس مرات من ارتفاعها ، وتتوافق الجبال الأخرى في سيريس مع توقعات النموذج. هم أوسع من ذلك.
تمكن الفريق بعد ذلك من تحديد عمر الجبال من خلال مقارنتها بالنماذج. باستخدام تضاريس الجبال ، قام سوري بعد ذلك بحساب حجمها. كانت الخطوة التالية هي الجمع بين العمر والحجم ، وتحديد معدل التكوين أو البراكين الجليدية على سيريس. قال صوري: 'وجدنا أن بركانًا واحدًا يتكون كل 50 مليون سنة'.
من خلالهم ، قام الفريق بحساب متوسط 13000 ياردة مكعبة من مادة البراكين الباردة كل عام ، وهو ما يكفي لملء دار سينما ، أو أربعة حمامات سباحة أولمبية.
بالمقارنة مع البراكين على الأرض ، فهذه ليست كمية كبيرة من المواد. سيريس أصغر بكثير من الأرض ، والانفجارات البركانية ليست عنيفة مثل الانفجارات البركانية الأرضية. في سيريس ، تنتج البراكين cryomagma ، وهي مزيج مالح من الصخور والجليد والمواد المتطايرة الأخرى مثل الأمونيا. إنها تتسرب على السطح وتشكل ما يعادل قبة الحمم البركانية هنا على الأرض. بمرور الوقت ، ستنخفض هذه البراكين الجليدية ببساطة بسبب الاسترخاء اللزج.
أسباب البراكين الجليدية على سيريس ليست مفهومة جيدًا. سيريس هو أول جسم بركاني جليدي تمت دراسته عن كثب. من المحتمل أن تكون الأجسام الأخرى في النظام الشمسي بركانية متجمدة ، مثل أوروبا و إنسيلادوس ، لكن لم يتم دراستها عن كثب حتى الآن. قال سوري: 'قد تكون هناك أوجه تشابه بين يوروبا وسيريس ، لكننا نحتاج إلى إرسال المهمة التالية إلى هناك قبل أن نتمكن من الجزم'.
سوري ورق تم نشره في المجلة علم الفلك الطبيعي .
