エンケラドスのコアで発生した熱が海から氷殻に伝わり南極付近のタイガーストライプから間欠泉として噴出している説です。昔は氷殻の変形がメインの学説だった印象が強いです。本当の所はもう1回探査機を送り込まないと分からない。以下、機械翻訳。
エンケラドスの南極上を流れるダイナミクスまたは間欠泉とトレーサー輸送
2022年5月31日
土星の氷の衛星であるエンケラドスの南極では、間欠泉が縞模様で宇宙に水を放出し、エンケラドスを地球外生命体の探索で最も魅力的な目的地の1つにしています。我々は、海洋の想定塩分濃度と様々なコアシェル熱区画と底部加熱パターンの関数としての間欠泉に関連する海洋ダイナミクスとトレーサー/熱輸送を探ります。その結果、南極直下の海底の狭い帯に加熱が集中しても、気圧の不安定性により、温かい流体が周囲と急速に混ざり合うことが分かりました。氷の下の温暖化信号は拡散しており、間欠泉が凍るのを防ぐには不十分です。代わりに、加熱が間欠泉の局所的であり、氷自体の潮汐散から発せられると仮定すると、間欠泉は維持することができる。この場合、氷の下の上流の海は安定的に層状になり、したがって垂直通信の障壁となり、コアから氷の殻への通過時間スケールは数百年になります。
キーワード：惑星と衛星：海、惑星と衛星：内部
図1.S30c90vシナリオのシミュレーションの最後に取得されたスナップショット。パネル（a）は、シェーディングと密度の特定の𝑥での温度異常を示しています
輪郭の異常。実線の輪郭は正の密度の異常を示し、破線の輪郭は負の密度の異常を示します。薄いものから厚いものまで、輪郭マーク
Δ𝜌 =±10−4、±8×10-4 kg / m3、±5×10−3 kg / m3、±5×10−2 kg / m3
。パネル（b）は、温度の代わりに塩分が表示されていることを除いて、パネル（a）と同様です。パネル
（c、d）は、それぞれ氷殻の凍結/融解速度と熱収支を示しています。パネル（d）では、赤、オレンジ、緑、黒の曲線がそれぞれ、
氷の放散Hice、海洋Hocnから吸収された熱、氷Hcondを介した伝導熱損失、および潜熱放出Hlatent。灰色の破線
曲線は、熱収支の残差を示しています。これはゼロに近いはずです。パネル（e、f）は、水平面でのダイナミクス、矢筒での水平流速、
陰影の密度異常、および特定のしきい値を超える垂直速度の領域（図のすぐ上のテキストを参照）は、ハッチングでマークされています。緑のハッチ
上向きの動きを示し、黄色のハッチングは下向きの動きを示します。パネル（e）で示されている平面は、氷の殻（z = -9km）の真下にあり、平面は
パネル（f）で示されているのは、海底のすぐ上（z = -56km）です。
図2.S10c90vを除いて、図1と同じ。
図3.シェル加熱シナリオでの熱収支と海洋循環。 パネル（a、b）は凍結率（左のy軸、黒い実線）を示し、パネル（c、d）は
それぞれS30c10とS10c10の氷殻の熱収支項（右のy軸、破線の曲線）。 パネル（e、f）は、陰影と
等高線による密度異常。 実線の輪郭は正の密度の異常を示し、負の輪郭は負の密度の異常を示します。 黒い曲線マーク
±10^−3 kg / m3、および白い曲線は±10^-2 kg/m3を示します。
図4.シミュレーション終了時のトレーサー分布。 トレーサーは、パネル（a、c、e、g、i、k）の海底全体から均一に放出され、
パネルの間欠泉の真下の海底の狭いゾーン（b、d、f、h、j、l）。 上から下への左の2つの列は、S30c90v、S30c90、S30c10の結果です。
S10c90v、S10c90、S10c10について、右上の2つの列が上から下に表示されています。 トレーサーがリリースされてからの統合の長さは、右側にマークされています 各シナリオ。
図5.均一な底部加熱シナリオとシェル加熱シナリオの底部に近い海洋ダイナミクス。 これらのプロットはパネルと同じです
図1の（e）。上から順に、S30c90、S10c90、S30c10、S10c10を示しています。
4。議論
海洋ダイナミクスとトレーサー/熱輸送がどのように行われるかを調査しました
エンケラドスの間欠泉の近くは海の影響を受ける可能性があります
塩分、コアとシェルの間の熱の分配、および
海底での加熱分布。 2つの重要な質問が動機付けられました
私たちの研究：
（i）間欠泉が発生する可能性が最も高い条件は何ですか
自立？
氷の殻がほとんどの熱を発生する場合にのみ、
（S10c10、S30c10）、間欠泉の近くに熱を集中させて、間欠泉が凍るのを防ぐことができます。熱が主にコアからのものである場合、たとえ
それは間欠泉と完全に整列しています（S30c90vとS10c90vのように）、
対流プルームは傾圧的に不安定になり、ほとんどが漏れます
氷に到達する前に間欠泉領域から離れる熱。として
その結果、間欠泉は凍結して閉じます。
（ii）トレーサーがから輸送されるのにどのくらい時間がかかりますか
間欠泉地域への海底？底部に起因する対流が発生するシナリオ
海全体（S30c90、S30c90v）は、100年ほど以内にかなりの量の間欠泉を輸送できる可能性があります。
他のシナリオでは、トレーサーをまったく転送できない（S10c10）か、
輸送は途中（S10c90、S10c90v、S30c10）にしか到達しません。
海の上部の成層。拡散だけです
層状層を越えてトレーサーを輸送できるプロセスですが、数百年のタイムスケールで。
底部に集中した熱流束は、海を通過するときに集中したままにできないことを考えると、アクティブな極地間欠泉は
間欠泉の近くの氷の中で加熱することによって引き起こされる可能性があります。合計以来
間欠泉による熱損失は他の地域をはるかに支配しています（Howett etal。 2011）、氷の殻は主要な熱源でなければなりません。したがって、
ここで検討するすべてのシナリオの中で、S10c10とS30c10は次のとおりです。
おそらく最も関連性があります。これらは、トレーサー輸送のタイムスケールが何百年もあります。これは、月ごとよりもはるかに大きいです
Hsuらによって提案された輸送タイムスケール。 （2015）、そして広く整列します
Zeng＆Jansen（2021）によって与えられた100年の見積もりで。もしも
これは、化学組成を解釈するときに当てはまります。
イジェクタ、可能性のある生命存在指標の反応を説明する必要があります
海に向かって海を下から発している
水面。
私たちの研究には多くのプロセスがありません。まず、無視します
噴火するプルームが海に与える影響。紫外線イメージング分光計（Hansen et al。2011）の測定に基づいて、
蒸気の生成速度は、合計で約200 kg/sと推定されます。
このような噴火には3つの大きな影響があります。間欠泉は真空を満たし、熱源が必要であり、ローカル塩分が残っているので塩分濃度が上がります。ただし、影響
噴火の数は少ない可能性があります。全長約420kmで200kg/sのマスシンクを補償するために必要な流速は
わずか0.04mm/ sで、ここで見られるダイナミクスよりもはるかに弱いです。
質量収束は、海の上部10mに制限されます。
関連する塩分フラックスは、次の速度での凍結にのみ相当します。
4 km / My3km幅の間欠泉。これもまた、
シミュレーションで見つかった凍結/融解速度。
次に、熱力学的相互作用と動的相互作用を無視します
南極と残りの海の間で、熱収支はローカルです。実際には、南極海は完全に
より広い海とつながっています。不均一な熱によって強制
氷からの塩分フラックス、子午線循環が形成される可能性があります
熱を赤道方向に輸送します（Kang et al.2021）。この赤道方向
熱収束は、赤道氷殻を通過する伝導熱損失率を超えることはできません。観察によると、熱流束は通過します
間欠泉を通して、どこでも熱流束を完全に支配します
（Porcoetal。2006;Howettetal。2011;Spenceretal。2013;Iess
etal。 2014）。これは、南極の熱収支が
エンケラドゥスはおおよそバランスが取れているかもしれません。そうは言っても、将来の研究は
一般的な循環における局所間欠泉の役割を探ります。
エンケラドスの南極上を流れるダイナミクスまたは間欠泉とトレーサー輸送
2022年5月31日
土星の氷の衛星であるエンケラドスの南極では、間欠泉が縞模様で宇宙に水を放出し、エンケラドスを地球外生命体の探索で最も魅力的な目的地の1つにしています。我々は、海洋の想定塩分濃度と様々なコアシェル熱区画と底部加熱パターンの関数としての間欠泉に関連する海洋ダイナミクスとトレーサー/熱輸送を探ります。その結果、南極直下の海底の狭い帯に加熱が集中しても、気圧の不安定性により、温かい流体が周囲と急速に混ざり合うことが分かりました。氷の下の温暖化信号は拡散しており、間欠泉が凍るのを防ぐには不十分です。代わりに、加熱が間欠泉の局所的であり、氷自体の潮汐散から発せられると仮定すると、間欠泉は維持することができる。この場合、氷の下の上流の海は安定的に層状になり、したがって垂直通信の障壁となり、コアから氷の殻への通過時間スケールは数百年になります。
キーワード：惑星と衛星：海、惑星と衛星：内部
図1.S30c90vシナリオのシミュレーションの最後に取得されたスナップショット。パネル（a）は、シェーディングと密度の特定の𝑥での温度異常を示しています
輪郭の異常。実線の輪郭は正の密度の異常を示し、破線の輪郭は負の密度の異常を示します。薄いものから厚いものまで、輪郭マーク
Δ𝜌 =±10−4、±8×10-4 kg / m3、±5×10−3 kg / m3、±5×10−2 kg / m3
。パネル（b）は、温度の代わりに塩分が表示されていることを除いて、パネル（a）と同様です。パネル
（c、d）は、それぞれ氷殻の凍結/融解速度と熱収支を示しています。パネル（d）では、赤、オレンジ、緑、黒の曲線がそれぞれ、
氷の放散Hice、海洋Hocnから吸収された熱、氷Hcondを介した伝導熱損失、および潜熱放出Hlatent。灰色の破線
曲線は、熱収支の残差を示しています。これはゼロに近いはずです。パネル（e、f）は、水平面でのダイナミクス、矢筒での水平流速、
陰影の密度異常、および特定のしきい値を超える垂直速度の領域（図のすぐ上のテキストを参照）は、ハッチングでマークされています。緑のハッチ
上向きの動きを示し、黄色のハッチングは下向きの動きを示します。パネル（e）で示されている平面は、氷の殻（z = -9km）の真下にあり、平面は
パネル（f）で示されているのは、海底のすぐ上（z = -56km）です。
図2.S10c90vを除いて、図1と同じ。
図3.シェル加熱シナリオでの熱収支と海洋循環。 パネル（a、b）は凍結率（左のy軸、黒い実線）を示し、パネル（c、d）は
それぞれS30c10とS10c10の氷殻の熱収支項（右のy軸、破線の曲線）。 パネル（e、f）は、陰影と
等高線による密度異常。 実線の輪郭は正の密度の異常を示し、負の輪郭は負の密度の異常を示します。 黒い曲線マーク
±10^−3 kg / m3、および白い曲線は±10^-2 kg/m3を示します。
図4.シミュレーション終了時のトレーサー分布。 トレーサーは、パネル（a、c、e、g、i、k）の海底全体から均一に放出され、
パネルの間欠泉の真下の海底の狭いゾーン（b、d、f、h、j、l）。 上から下への左の2つの列は、S30c90v、S30c90、S30c10の結果です。
S10c90v、S10c90、S10c10について、右上の2つの列が上から下に表示されています。 トレーサーがリリースされてからの統合の長さは、右側にマークされています 各シナリオ。
図5.均一な底部加熱シナリオとシェル加熱シナリオの底部に近い海洋ダイナミクス。 これらのプロットはパネルと同じです
図1の（e）。上から順に、S30c90、S10c90、S30c10、S10c10を示しています。
4。議論
海洋ダイナミクスとトレーサー/熱輸送がどのように行われるかを調査しました
エンケラドスの間欠泉の近くは海の影響を受ける可能性があります
塩分、コアとシェルの間の熱の分配、および
海底での加熱分布。 2つの重要な質問が動機付けられました
私たちの研究：
（i）間欠泉が発生する可能性が最も高い条件は何ですか
自立？
氷の殻がほとんどの熱を発生する場合にのみ、
（S10c10、S30c10）、間欠泉の近くに熱を集中させて、間欠泉が凍るのを防ぐことができます。熱が主にコアからのものである場合、たとえ
それは間欠泉と完全に整列しています（S30c90vとS10c90vのように）、
対流プルームは傾圧的に不安定になり、ほとんどが漏れます
氷に到達する前に間欠泉領域から離れる熱。として
その結果、間欠泉は凍結して閉じます。
（ii）トレーサーがから輸送されるのにどのくらい時間がかかりますか
間欠泉地域への海底？底部に起因する対流が発生するシナリオ
海全体（S30c90、S30c90v）は、100年ほど以内にかなりの量の間欠泉を輸送できる可能性があります。
他のシナリオでは、トレーサーをまったく転送できない（S10c10）か、
輸送は途中（S10c90、S10c90v、S30c10）にしか到達しません。
海の上部の成層。拡散だけです
層状層を越えてトレーサーを輸送できるプロセスですが、数百年のタイムスケールで。
底部に集中した熱流束は、海を通過するときに集中したままにできないことを考えると、アクティブな極地間欠泉は
間欠泉の近くの氷の中で加熱することによって引き起こされる可能性があります。合計以来
間欠泉による熱損失は他の地域をはるかに支配しています（Howett etal。 2011）、氷の殻は主要な熱源でなければなりません。したがって、
ここで検討するすべてのシナリオの中で、S10c10とS30c10は次のとおりです。
おそらく最も関連性があります。これらは、トレーサー輸送のタイムスケールが何百年もあります。これは、月ごとよりもはるかに大きいです
Hsuらによって提案された輸送タイムスケール。 （2015）、そして広く整列します
Zeng＆Jansen（2021）によって与えられた100年の見積もりで。もしも
これは、化学組成を解釈するときに当てはまります。
イジェクタ、可能性のある生命存在指標の反応を説明する必要があります
海に向かって海を下から発している
水面。
私たちの研究には多くのプロセスがありません。まず、無視します
噴火するプルームが海に与える影響。紫外線イメージング分光計（Hansen et al。2011）の測定に基づいて、
蒸気の生成速度は、合計で約200 kg/sと推定されます。
このような噴火には3つの大きな影響があります。間欠泉は真空を満たし、熱源が必要であり、ローカル塩分が残っているので塩分濃度が上がります。ただし、影響
噴火の数は少ない可能性があります。全長約420kmで200kg/sのマスシンクを補償するために必要な流速は
わずか0.04mm/ sで、ここで見られるダイナミクスよりもはるかに弱いです。
質量収束は、海の上部10mに制限されます。
関連する塩分フラックスは、次の速度での凍結にのみ相当します。
4 km / My3km幅の間欠泉。これもまた、
シミュレーションで見つかった凍結/融解速度。
次に、熱力学的相互作用と動的相互作用を無視します
南極と残りの海の間で、熱収支はローカルです。実際には、南極海は完全に
より広い海とつながっています。不均一な熱によって強制
氷からの塩分フラックス、子午線循環が形成される可能性があります
熱を赤道方向に輸送します（Kang et al.2021）。この赤道方向
熱収束は、赤道氷殻を通過する伝導熱損失率を超えることはできません。観察によると、熱流束は通過します
間欠泉を通して、どこでも熱流束を完全に支配します
（Porcoetal。2006;Howettetal。2011;Spenceretal。2013;Iess
etal。 2014）。これは、南極の熱収支が
エンケラドゥスはおおよそバランスが取れているかもしれません。そうは言っても、将来の研究は
一般的な循環における局所間欠泉の役割を探ります。
