Choć Ziemię bardzo długo uważano za jedyne miejsce w Układzie Słonecznym, gdzie występuje ciekła woda, odkrycia z ostatnich lat zmusiły nas do weryfikacji poglądów na ten temat. Podpowierzchniowe oceany znajdują się najprawdopodobniej na Europie, Tytanie i Enceladusie. Najnowsza teoria dopisuje do tej listy jeszcze jeden obiekt, wydawać by się mogło, że zupełnie nieprawdopodobny – Plutona.

Zewnętrzna powierzchnia Plutona składa się z cienkiej warstwy zamrożonego azotu pokrywającej skorupę wodnego lodu. Gdy w 2015 roku do Plutona dotrze sonda New Horizons, naukowcy będą mogli ustalić, czy pod zamrożoną powierzchnią tej planety karłowatej znajduje się ocean.

Guillaume Robuchon i Francis Nimmo z University of California w Santa Cruz stworzyli model ewolucji termalnej planety karłowatej i zbadali zachowanie jej powłoki, by dowiedzieć się, jak obecność podziemnego oceanu wpłynęłaby na wygląd powierzchni. Według ich obliczeń ocean ten miałby ok. 165 km głębokości i znajdowałby się pod skorupą lodu o podobnej grubości.

Jak jednak sprawdzić, czy pod powierzchnią tak odległego obiektu znajduje się woda? Naukowcy chcą do tego celu wykorzystać pomiary kształtu Plutona wykonane przez New Horizons.

Gdy kuliste ciało wiruje wokół własnej osi, moment pędu powoduje spychanie materiału budującego to ciało w kierunku równika, tworząc wybrzuszenie. Ciekła warstwa wywoływałaby jednak przepływanie lodowej powłoki, redukując wypukłość. Brak wyraźnego wybrzuszenia sugerowałby więc obecność oceanu.

Gdyby wypukłość istniała, miałaby ok. 10 km wysokości. Planetolodzy są zgodni, że New Horizons będzie w stanie zmierzyć Plutona wystarczająco dokładnie, by ją wykryć.

Mierzenie kształtu planety karłowatej nie będzie jedynym sposobem na zweryfikowanie hipotezy podziemnego oceanu. Sonda wykona także pomiary temperatury, wiatru słonecznego oraz składu atmosfery. Wskazówką na temat tego, co znajduje się pod spodem, mogą być również cechy powierzchni Plutona. Dobrym dowodem na obecność oceanu byłoby na przykład odnalezienie gejzerów podobnych do tych na Enceladusie.

W czasie swojej ewolucji Pluton doświadczał wahań temperatury skutkujących zmianami objętości, które wywoływały naprężenia powierzchni i jej pękanie. Charakter tych tworów wiele mówi o wewnętrznej budowie ciała niebieskiego – naprężenia rozciągające świadczą o istnieniu ciekłej wody pod lodową powłoką, naprężenia ściskające oznaczają warstwę stałą.

Pluton znajduje się prawie 40 razy dalej od Słońca niż Ziemia. To zdecydowanie za daleko, by energia pochodząca od naszej najbliższej gwiazdy była tam w stanie wytworzyć ocean. Okazuje się jednak, że do roztopienia lodu wystarczy ciepło pochodzące z wnętrza Plutona. Głównym źródłem tego ciepła są rozpady promieniotwórcze zachodzące w skalistym wnętrzu planety karłowatej. Wśród radioaktywnych izotopów kluczowym wydaje się być potas.

Zawsze, gdy mówi się o obecności ciekłej wody gdzieś poza naszą planetą, pojawia się pytanie o możliwość istnienia tam życia. Jednak w przypadku Plutona naukowcy są sceptyczni, gdyż najprawdopodobniej nie posiada on koniecznych związków organicznych.

Jeśli hipoteza naukowców z University of California potwierdzi się, bardzo prawdopodobne będzie istnienie oceanów także na innych obiektach z pasa Kuipera – również takich, które mogą zawierać potrzebne do powstania życia związki organiczne.

Autor

Małgorzata Kaczmarczyk