Ledové měsíce na okraji naší soustavy vypadají na první pohled klidně. Jejich povrchy připomínají zamrzlá jezera a dlouho se zdálo, že jejich geologie je daná hlavně tím, jak je mateřské planety neustále natahují a deformují. Tzv. slapové zahřívání dokáže tavit led hluboko uvnitř a vytvářet rozsáhlá podpovrchová moře. Není to ale děj, který by probíhal ve stálém rytmu. Orbits těchto těles se mění v dlouhých cyklech, takže období tání a opětovného zmrznutí mohou přicházet a odcházet.

Zdroj: Shutterstock

Právě tato proměnlivost se dostává do popředí díky nové studii zveřejněné v Nature Astronomy. Tým vědců se zaměřil na málo diskutovanou skutečnost. Voda má vyšší hustotu než led. To znamená, že když se nitro měsíce začne znovu ohřívat a led se mění zpět na kapalinu, jeho vnitřní objem se zmenší. Výsledkem je pokles tlaku těsně pod ledovou skořápkou. A při dostatečně malé gravitaci může tento podtlak způsobit, že voda na styku s ledem začne vřít, i když je téměř u bodu mrazu.

Autoři vytvořili obecný model ledového měsíce s pružnou vrchní vrstvou, viskózním ledem pod ní a kapalným oceánem, který leží na horninovém jádru. Sledují, jak se tlak v systému mění v okamžiku, kdy se oceán zvětšuje táním okolního ledu. Zatímco větší tělesa si dokážou tlak udržet, malá měsíční těla tuto schopnost ztrácejí. Voda se ocitne v prostředí, kde její bod varu klesne natolik, že začne tvořit plynové bubliny.

Podle modelu jsou jen tři známé měsíce, kde k tomu může reálně dojít. Enceladus, Mimas a Miranda. Enceladus je z nich nejznámější díky aktivním gejzírům, které vystřelují vodu a led do vesmíru. Mimas je však pro vědce ještě větší hádanka. Jen nedávno se objevily náznaky, že by mohl mít čerstvě vzniklý oceán. A přesně to jsou podmínky, kdy tání probíhá dynamicky a tlak se může propadat nejrychleji.

Zajímavé je, že nepotřebujeme hluboké moře. U Enceladu stačí asi čtrnáct kilometrů kapaliny. U Mimase dokonce jen pět. To otevírá otázku, nakolik mohou být dnešní povrchy těchto měsíců ovlivněny někdejšími obdobími varu pod ledem. Případná pára se může chovat jako magma uvnitř zemské kůry. Hledá slabá místa a tlačí se trhlinami vzhůru. Jakmile narazí na chladnější led, voda kondenzuje, ale jiné rozpuštěné plyny mohou v puklinách pokračovat dál.

To vede k myšlence, že některé praskliny, propady a nerovnosti na povrchu mohou vznikat nejen tím, že oceán tlačí vzhůru, ale také tím, že pod ním vznikají kapsy plynu. Bohužel se tyto tři měsíce vizuálně dost liší, takže není možné vyvodit jednotný vzorec. S jistotou se dá říct jen to, že pokud oceány vznikají a zanikají v dlouhých cyklech, mohou během své existence projít fází, kdy se mění z klidných rezervoárů v dynamické prostředí plné párajících se směsí vody a plynů.

Pokud jde o další výzkum, bude nutné počkat na nové sondy a detailnější pozorování. Zvlášť Enceladus se může stát laboratoří, kde se podobné jevy ověří přímo. A pokud je pravda, že oceány mohou během své životní pouti vřít jen kvůli nízké gravitaci, přibývá nám další připomínka, že i malé světy mají své dramatické příběhy skryté pod zmrzlou krustou.