Una nuova ipotesi sull’origine dell’oceano sotterraneo di Mimas, luna di Saturno

Qualche mese fa, una ricerca aveva dimostrato la presenza di un oceano globale di acqua liquida sotto la crosta craterizzata di Mimas, luna di Saturno. La conferma era arrivata dall’analisi dei suoi cambiamenti orbitali e delle interazioni mareali con il gigante gassoso. Dalle stime degli scienziati, questo oceano avrebbe meno di 25 milioni di anni. Tuttavia, la sua origine rimaneva un mistero.

Ora, uno studio del Planetary Science Institute (PSI) ne ha studiato la possibile evoluzione. In particolare, suggerisce che a causa dell’attrazione di Saturno, attraverso un meccanismo noto come riscaldamento mareale (in inglese tidal heating), l’orbita di Mimas sia diventata meno eccentrica nel corso del tempo. Di conseguenza, la crosta ghiacciata della luna si è sciolta e assottigliata, e all’interno si è creato un vasto oceano.

I risultati implicano che questo processo sia cominciato quando l’eccentricità di Mimas era compresa tra due e tre volte il valore attuale. Ovvero l’oceano sarebbe ancora più giovane di quanto si pensasse: si sarebbe formato negli ultimi 10-15 milioni di anni.

Dalla crosta ghiacciata di Mimas all’oceano di acqua liquida

Mimas ha un raggio di poco meno di 200 chilometri. La superficie è fortemente craterizzata e presenta poche altre caratteristiche geologiche. L’attività geologica limitata finora identificata era coerente con l’idea che il suo interno fosse totalmente ghiacciato, e che lo fosse stato per gran parte della sua storia.

Tuttavia, le misurazioni della sonda Cassini dei parametri orbitali di Mimas richiedono un interno differenziato. In particolar modo, si stima che lo spessore dell’idrosfera esterna, composta da ghiaccio e liquidi, sia approssimativamente di circa 70 chilometri. E le stime attuali dello spessore del guscio di ghiaccio sono:

• Da 20 a 30 chilometri, in base alla precessione (il movimento di rotazione dell’asse della luna).
• Da 24 a 31 chilometri, quindi un intervallo più ristretto, in base alla librazione (la leggera oscillazione nella velocità di rotazione della luna),

Nei 40-45 chilometri rimanenti, sarebbe presente un profondo oceano di acqua liquida.

L’origine di un oceano che ha meno di 15 milioni di anni

Un oceano presente all’interno di Mimas oggi implica che l’eccentricità di Mimas in passato fosse maggiore, e che si sia ridotta al valore attuale poiché l’interno ha dissipato energia. Infatti, l’eccentricità è ciò che guida il riscaldamento delle maree: in questo momento per Mimas è ancora molto alta rispetto ad altre lune oceaniche attive, come la vicina Encelado.

“Pensiamo che il riscaldamento delle maree sia la fonte di calore responsabile dell’attuale assottigliamento del guscio” ha detto Matthew E. Walker, scienziato senior del PSI. “Il riscaldamento delle maree però non è energia gratuita, quindi mentre scioglie il guscio, tira fuori energia dall’orbita, riducendo quell’eccentricità fino a renderla circolare”.

L’inizio della fusione, secondo i calcoli dei ricercatori, deve essere avvenuto quando l’eccentricità di Mimas era 2.5-3 volte il valore attuale. Fino a quel momento, circa 10 milioni di anni fa, Mimas era completamente ghiacciato.

La situazione sarebbe ancora in evoluzione oggi: il guscio si starebbe ancora assottigliando, e l’oceano si starebbe ingrandendo, sempre a causa del riscaldamento mareale dovuto all’interazione con Saturno. “Ciò che è cambiato per dare il via a quell’epoca di scioglimento è ancora oggetto di studio” ha detto Walker, che ha anche aggiunto: “Potremmo vedere Mimas in un momento particolarmente interessante”.

L’articolo, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters, è reperibile qui.