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Una luna di Urano potrebbe aver avuto un oceano: esiste ancora?
Un gruppo di ricercatori, con Caleb Strom come primo autore, ha ricostruito la storia geologica di Ariel, una luna di Urano, e propone che sotto la sua crosta ghiacciata sia esistito un oceano profondo circa 170 chilometri. Lo studio, pubblicato sulla rivista Icarus, mette in relazione le grandi fratture della superficie con le sollecitazioni prodotte dalla gravità del pianeta.
Ariel misura circa 1.159 chilometri di diametro ed è la quarta luna per grandezza nel sistema di Urano. La sua superficie accosta antichi crateri a zone dall’aspetto più giovane e levigato; alcune potrebbero essersi formate attraverso il criovolcanismo, cioè l’eruzione di acqua o altri materiali volatili da un corpo ghiacciato. Creste, fratture e graben, depressioni prodotte dallo sprofondamento di blocchi della crosta, tracciano strutture di dimensioni eccezionali nel Sistema Solare.
Per capire come si siano formate, il gruppo ha prima mappato le strutture più estese e poi ha simulato al computer le tensioni mareali che agiscono sul ghiaccio. Quando Ariel si avvicina e si allontana da Urano lungo la propria orbita, la gravità del pianeta la deforma ripetutamente. Confrontando la distribuzione delle tensioni simulate con quella delle fratture osservate, i ricercatori hanno stimato quali condizioni interne e orbitali fossero compatibili con il paesaggio attuale.
I modelli indicano che in passato l’eccentricità orbitale di Ariel potrebbe aver raggiunto circa 0,04: un valore ancora vicino a un’orbita circolare, ma circa 40 volte quello odierno. Sarebbe stata anche circa quattro volte l’eccentricità dell’orbita di Europa, la luna di Giove la cui crosta ghiacciata mostra gli effetti delle continue deformazioni gravitazionali. Una variazione simile avrebbe intensificato le sollecitazioni sulla superficie di Ariel fino a favorire la formazione delle grandi spaccature.
Secondo il gruppo, le fratture possono essere spiegate con una crosta di ghiaccio molto sottile sopra un grande oceano sotterraneo, oppure con un oceano più piccolo associato a un’orbita più eccentrica. Una delle ricostruzioni ammette uno strato d’acqua profondo circa 170 chilometri; per confronto, la profondità media del Pacifico è di circa quattro chilometri.
La ricerca segue un lavoro dello stesso gruppo su Miranda, un’altra luna ghiacciata di Urano per la quale erano emersi indizi di un possibile oceano passato. Tom Nordheim, del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, è fra gli autori dello studio e dirige il progetto finanziato dal programma Solar System Workings della NASA. I due risultati suggeriscono che più lune del sistema di Urano potrebbero aver ospitato grandi riserve d’acqua sotto il ghiaccio.
Le immagini disponibili mostrano soltanto gli emisferi meridionali di Ariel e Miranda. Una futura sonda potrebbe fotografare quelli settentrionali e cercare creste e fratture nelle posizioni previste dai modelli, mettendo alla prova la ricostruzione geologica. I ricercatori non sanno quando l’oceano di Ariel si sia formato, quanto a lungo sia durato né se esista ancora. Le nuove osservazioni permetterebbero anche di precisare come gli oceani delle lune ghiacciate cambino nel tempo.
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