Kilka lat temu świat obiegły zdjęcia z sondy New Horizons, która w 2015 roku minęła Plutona po dziewięcioletniej podróży z Ziemi. Na fotografiach powierzchni tej odległej, lodowej planety karłowatej naukowcy dostrzegli coś, co wyglądało jak gigantyczne stworzenia pełzające po równinie. Jedno z takich „ciał” miało około 150 km długości i 100 km szerokości – więcej niż całe polskie Tatry! Nic dziwnego, że Internet natychmiast zapełnił się teoriami o życiu pozaziemskim i o „ślimakach z Plutona”.

W rzeczywistości jednak te zagadkowe formy nie mają nic wspólnego z biologią, a wszystko z geologią w wydaniu kosmicznym. Obiekty te to potężne góry lodowe zbudowane z azotu, unoszące się na powierzchni ogromnego, lodowego „morza” wewnątrz równiny Sputnik Planitia – jasnej, sercowatej struktury, która stała się najbardziej rozpoznawalnym elementem Plutona.

Badania zespołu NASA i Johns Hopkins University pokazały, że lód azotowy w temperaturze około –235°C zachowuje się jak bardzo gęsta, powoli płynąca lawa. W cieplejszych strefach wnętrza planety karłowatej lód ten zaczyna się nieznacznie przemieszczać ku powierzchni, a w chłodniejszych – twardnieje. W efekcie powstają konwekcyjne prądy, które powoli „pchają” bryły azotu niczym tafle dryfującego lodu. To właśnie ten ruch zostawia za sobą charakterystyczny „ślad ślimaka”.

Szacuje się, że warstwa lodu azotowego na Plutonie ma od 3 do 4 kilometrów grubości, a pełen cykl jego obiegu – od stopienia po ponowne zamarznięcie – może trwać od 100 tysięcy do nawet miliona lat. Dla porównania: na Ziemi konwekcja magmy pod skorupą przebiega tysiące razy szybciej, ale mechanizm fizyczny jest zaskakująco podobny.

Naukowcy żartobliwie nazwali te twory „ice slugs”, czyli lodowe ślimaki – i choć nazwa ma charakter nieformalny, pojawia się w poważnych publikacjach, m.in. w Science i Nature. „Ślimak” z Plutona jest jednak wyjątkowo powolny – pełznie z prędkością milimetrów na rok, co czyni go jednym z najbardziej cierpliwych „organizmów” we Wszechświecie, gdyby oczywiście był żywy.

Co ciekawe, Pluton nie jest wcale tak „martwy”, jak długo sądzono. Wskazania z New Horizons sugerują, że jego wnętrze może być wciąż aktywne geologicznie, a nawet zawierać ciepłe warstwy podpowierzchniowe, które kiedyś mogły sprzyjać istnieniu ciekłej wody. Niektórzy badacze przypuszczają, że w głębi tej karłowatej planety może znajdować się podpowierzchniowy ocean, utrzymywany przez ciepło radioaktywne i izolującą warstwę lodu.

Czy więc można mówić o „geologii Plutona”? Naukowcy niekiedy używają już nowego terminu – planetologia lodowych światów albo żartobliwie „plutonologia”. Jedno jest pewne: nawet na granicach Układu Słonecznego skały i lód wciąż żyją własnym rytmem – choć w skali czasu, której żaden ziemski geolog nie doświadczy na żywo.

Źródła:

  • NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute (2015–2016): New Horizons: Close-Up of Pluto’s “Heart” Shows Plains, Mountains and Ice Flows
  • Moore, J. M. et al. (2016). The geology of Pluto and Charon through the eyes of New Horizons. Science, 351(6279), aad7055.
  • Trowbridge, A. J. et al. (2016). Buoyant lifting of Pluto’s mountains and their implications for cryovolcanism. Nature, 534(7607), 79–81.
  • NASA (2016). Pluto’s “Beating Heart” Is Made of Frozen Nitrogen Ice That’s Constantly in Motion.
  • National Geographic (2016). Pluto’s Surface Is Moving, Growing, and Shrinking—Just Like Earth’s.