geiser

Wetenschappers hebben met behulp van ruimtesonde Cassini maar liefst 101 geisers ontdekt op Enceladus. Het onderzoek suggereert bovendien dat het water dat deze geisers omhoog spuiten afkomstig is uit Enceladus’ ondergrondse oceaan.

In 2005 werden de eerste geisers op Enceladus waargenomen. Het leverde een hoop vragen op. Want hoe ontstonden deze geisers? Onderzoekers dachten direct dat het iets te maken had met de baan van Enceladus. De maan trekt een ovaalvormige baan rond Saturnus, waardoor de minimale en maximale afstand tussen de twee sterk varieert. De ene keer trekt de zwaartekracht van Saturnus veel sterker aan Enceladus dan de andere keer. Hierdoor vervormt de maan. Wanneer deze dichtbij Saturnus staat, wordt deze – heel overdreven gezegd – eivormig. Is de afstand groter, dan ‘ontspant’ de maan weer en neemt deze zijn ronde vorm aan. Doordat de maan rekt en strekt, ontstaan er scheuren in de dikke laag ijs die het oppervlak van Enceladus bedekt.

Wanden
Sommige onderzoekers dachten dat de wanden van deze scheuren tegen elkaar schuurden en dat daarbij warmte ontstond die ertoe leidde dat ijs veranderde in geisers vormende damp en vloeistoffen. Andere onderzoekers dachten dat de scheuren zich soms openden waardoor waterdamp van diep onder het ijs het oppervlak kon bereiken.

Frictie en warmte
Dit nieuwe onderzoek identificeert niet alleen 101 geisers op Enceladus’ oppervlak, maar geeft ook meer inzicht in de processen die leiden tot de totstandkoming van deze geisers. De onderzoekers ontdekten bijvoorbeeld dat de grootste geisers ontstaan op plaatsen waar de warmte het grootst is en Enceladus’ dikke pak ijs het meest onder druk staat. Het zijn interessante waarnemingen, maar onduidelijk bleef of de geisers nu het resultaat waren van die warmte of dat de warmte het resultaat was van die geisers.

Een doorsnede van Enceladus' ijskap. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

Een doorsnede van Enceladus’ ijskap. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

Hotspots
Daarvoor moest nog meer onderzoek worden gedaan. De onderzoekers bestudeerden beelden met zeer hoge resolutie die Cassini in 2010 maakte en ontdekten dat het voorkomen van individuele geisers nauw samenhing met kleine ‘hotspots’ van enkele tientallen meters breed. Deze hotspots waren te klein om het resultaat te zijn van frictie, maar groot genoeg om het resultaat te zijn van condenserende waterdamp op het nabij het oppervlak gelegen deel van de wanden van de scheuren in Enceladus’ pak ijs. “Zodra we deze resultaten zagen, wisten we direct dat hitte niet de oorzaak was van de geisers, maar dat de geisers de oorzaak van de hitte waren,” vertelt onderzoeker Carolyn Porco. “Het vertelde ons ook dat de geisers geen oppervlakkig fenomeen zijn, maar dat ze veel diepere wortels hebben.”

Het materiaal dat de geisers de lucht inspuiten moet wel afkomstig zijn uit de zee die zich onder het dikke pak ijs bevindt. De onderzoekers ontdekten dat smalle doorgangen in het ijs wanneer deze gevuld zijn met vloeibaar water van de ondergrondse zee tot aan het oppervlak open kunnen blijven.