Ο Γανυμήδης μοιάζει με μια σφαίρα χιονιού στο εσωτερικό του

Ο μεγαλύτερος δορυφόρους του Δία, ο Γανυμήδης, έχει ένα ανεξήγητα ισχυρό μαγνητικό πεδίο σχετικά με το μέγεθός του. Οι παλιρροιακές δυνάμεις του Δία διαρκώς καταπονούν το δορυφόρο, διατηρώντας θερμό το εσωτερικό του και ενισχύοντας το μαγνητικό του πεδίο. Αλλά οι γεωλογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του Γανυμήδη, διαφεύγουν της κατανόησής μας έως τώρα.

Μία νέα πειραματική μελέτη επιχειρεί να εξηγήσει το μυστηριώδη μαγνητισμό του πλανήτη με τη θεωρία του σιδερένιου χιονιού. Πρόκειται για ένα γεωλογικό “καιρικό μοντέλο” για έναν πυρήνα ενός πλανήτη, το οποίο περιγράφει πώς ο σίδηρος ψύχεται και κρυσταλλώνεται στο εξωτερικό όριο του πυρήνα, εκεί που συναντά το μανδύα και έπειτα πέφτει ξανά προς τον πυρήνα όπου λιώνει.

Ο Γανυμήδης δηλαδή μπορεί να είναι μία “σφαίρα χιονιού” η οποία ταρακουνιέται και ανακατεύεται από τη βαρύτητα του Δία. Αυτός ο κύκλος του σιδήρου δημιουργεί κίνηση στον υγρό πυρήνα και παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για την παραγωγή ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου.

Στο πείραμα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν πάγο από νερό ως αναλογία για τους κρυστάλλους του σιδήρου στο εργαστήριο. Μία δεξαμενή νερού ψύχθηκε στο κάτω μέρος, όπου υπήρχε και ένα στρώμα αλμυρού νερού για να αντιπροσωπεύσει τον μανδύα και σε πρακτικό επίπεδο να βοηθήσει για να μην κολλήσουν οι κρύσταλλοι πάγου στην πάτο. Στο πάνω μέρος υπήρχε φρέσκο νερό που αντιπροσώπευε τον υγρό πυρήνα. Οι κρύσταλλοι σχηματίστηκαν κοντά στον πυθμένα, εκεί όπου υπήρχε ανάμιξη αλμυρού και φρέσκου νερού. Έπειτα ανήλθαν σε ύψος όπου και έλιωσαν στο θερμότερο νερό. Ουσιαστικά το πείραμα ήταν μία ανάποδη προσομοίωση του σιδερένιου χιονιού.

Τα αποτελέσματα εξέπληξαν τους επιστήμονες. Αντί για μία διαρκή ροή κρυστάλλωσης, ανύψωσης και τήξης, παρατήρησαν μία σποραδική έντονη δραστηριότητα την οποία ακολουθούσαν περίοδοι αδράνειας.

Φαίνεται λοιπόν πως για να ενεργοποιηθεί η διεργασία κρυσταλλοποίησης, το υγρό πρέπει να φτάσει μία υπερ-παγωμένη κατάσταση, πιο κάτω από τη θερμοκρασία που περιμένουμε ο πάγος να στερεοποιηθεί. Μόλις συμβεί αυτό, απελευθερώνεται μία στοιβάδα χιονονιφάδων και έπειτα σταματά, μέχρι η θερμοκρασία να είναι πάλι αρκετά χαμηλή για μία νέα σειρά νιφάδων.

Αυτός ο σποραδικός και επαναλαμβανόμενος κύκλος έχει σημαντικές επιπτώσεις στα μαγνητικά πεδία ενός πλανήτη. Το σιδερένιο χιόνι του Γανυμήδη πρέπει να είναι διακοπτόμενο και περιορισμένο σε διαφορετικά σημεία στον πυρήνα. Αυτό μπορεί να εξηγήσει το διαρκώς μεταβαλλόμενο μαγνητικό του πεδίο που ενισχύεται, αποδυναμώνεται και αλλάζει σχήμα στη διάρκεια του χρόνου.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Geophysical Research Letters.