エンケラドゥス: 氷の下に隠された海

壮大な間欠泉を伴う活発な月

私たちの太陽系の惑星の中で、エンケラドゥスほど魅力的な惑星はほとんどありません。いくつかの個体は凍った殻の下に液体の水の海を抱えていると考えられているが、エンケラドゥスはその海を宇宙に投影し、宇宙探査機がサンプルを採取できるようにしている。

エンケラドゥスは、直径 504 km の土星の 6 番目に大きな衛星で、1789 年に天文学者によって発見されました。ウィリアム・ハーシェル（1738-1822）。この氷の世界は土星から 238,000 km をわずか 1.37 日で周回しており、内部は活発な潮汐力にさらされています。使命カッシーニ(2004-2017) は、2005 年にその南極から噴出する蒸気と氷の粒子のプルームを明らかにし、エンケラドゥスを太陽系で最も地質学的に活動的な天体の 1 つとしました。

これらのプルームは、「タイガー ストライプ」と呼ばれる 4 つの大きな平行な亀裂から放出されます (バグダッド溝、ダマスカス溝、カイロ溝そしてアレクサンドリア溝）、水、塩、有機分子、さらにはナノスケールのシリカ粒子が含まれています。後者は、90 °C を超える温度での液体の水と岩石コアの間の熱水相互作用を示唆しています。

氷の下の地球規模の海

のデータカッシーニ2015年に、厚さ20～30kmの氷地殻で覆われた深さ10～30kmの地球規模の地下海洋の存在が確認された。この海は、次のような方法で液体を保っています。

• 土星の潮汐力 (5 ～ 15 GW の熱放散)、
• 岩石の核の放射能、
• 発熱化学反応、

最大10個まで保持できます⁷ km³塩水（塩分濃度が陸海と類似している）。重量測定によると、この海はケイ酸塩コアと直接接触しており、複雑な化学交換が可能であることが明らかになりました。

化学組成と居住性の可能性

INMS分光計によるプルームの分析カッシーニ以下を特定しました:

• 水(H₂O) 90%、
• 二酸化炭素 (CO₂）、
• メタン (CH₄）、
• アンモニア (NH₃）、
• 複雑な有機化合物（前駆体アミノ酸を含む）、
• 分子状水素 (H₂)、熱水活動の指標。

H の同時存在₂、CO₂とCH₄のプロセスを提案しますメタン生成地球の熱水噴出孔で観察されたものと同様です。推定された pH (8.5 ～ 10.5) と温度 (0 ～ 90°C) は、極限環境微生物の生命体と一致しています。

起源と地質進化

エンケラドゥスの形成を説明する 3 つの主なシナリオ:

1. 原始的な付加: 45 億年前に土星星雲で形成され、初期に岩石の核と氷のマントルに分化しました。
2. 後期再配置：1億年前の激しい加熱のエピソード（提案）フランシス・ニモ(1970-)) が現在の海を作ったでしょう。
3. ジャイアントインパクト: 別の天体と衝突すると地殻が破壊され、極氷火山活動が始まったでしょう。

エンケラドゥスの表面にはさまざまな地形があります。

• 古代のクレーター領域 (年齢 > 40 億年)、
• 南極近くの若くて滑らかな平原（年齢<1億年）、
• 有名な「タイガー ストライプ」（深さ 2 km の活動的な骨折）。

将来の探査と宇宙ミッション

エンケラドスを研究するためにいくつかのミッションが計画されています。

• エンケラドゥス・オービランダー(NASA、2038 年に提案): プルームを分析し、バイオシグネチャーを探索するためのオービターと着陸船。
• ムーンレイカー(ESA、フェーズA研究): プルームサンプル帰還ミッション。
• エルフ (エンケラドゥス ライフ ファインダー): アミノ酸と脂質を検出するための概念。

これらのミッションでは、次のような新世代の機器が使用されます。

• 高分解能質量分析計、
• 細胞を検出するための蛍光顕微鏡、
• DNA/RNAシーケンサーポータブル。

出典:NASA - エンケラドゥスの概要、ウェイトら。 (2017) -自然、スーら。 (2015) -自然(H検出₂)、ESA - ミッションジュース。