Stratificazione risonante nell’oceano globale di Titano

Spiegazioni proposte per il grande K2 su Titano osservato da Cassini. Il diagramma schematico del modello interno di Titano è stato estratto da de Kleer et al. (2019). — Ph.EP astronomico

La crosta ghiacciata di Titano galleggia sopra l’oceano globale rivelato dal grande numero d’amore delle maree k2=0,616±0,067 registrato da Cassini. L’osservazione di Cassini supera il valore k2 atteso di un ordine di grandezza in assenza di un oceano, ed è di 3-σ lontano dal valore k2 atteso se l’oceano fosse acqua pura appoggiata su un fondale oceanico rigido. Studi precedenti mostrano che un oceano fortemente arricchito in sali (salinità S≳200 g/kg) può spiegare il segnale 3-σ in k2.

Qui rivisitiamo le precedenti spiegazioni per il grande k2 di Titano utilizzando semplici argomenti fisici e proponiamo una nuova spiegazione basata sulla risposta dinamica delle maree di un oceano laminare stabile in risonanza con le maree distorte evocate da Saturno. I nostri modelli includono effetti inerziali risultanti da uno studio completo della forza di Coriolis e della stratificazione radiale dell’oceano, che sono tipicamente trascurati o approssimati altrove.

La stratificazione dell’oceano deriva da un profilo di salinità in cui la concentrazione di sale aumenta linearmente con la profondità. Abbiamo trovato molteplici profili di salinità che portano al k2 richiesto da Cassini. In contrasto con le interpretazioni precedenti che trascuravano la stratificazione, la stratificazione risonante riduce la salinità totale richiesta dalle osservazioni di un ordine di grandezza, a una salinità dell’oceano di Titano coerente con quella degli oceani terrestri e vicina ai pennacchi di Encelado. Pertanto, non è necessario alcun processo speciale per arricchire l’oceano di Titano fino a raggiungere un’elevata salinità, come suggerito in precedenza.

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Benjamin Edini, Francis Nimmo

Commenti: 29 pagine, 8 numeri, accettato per PSJ
Argomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP); Fluidodinamica (fisica.flu-dyn)
Citare come: arXiv:2312.05723 [astro-ph.EP] (Oppure arXiv:2312.05723v1 [astro-ph.EP] per questa versione)
Data di presentazione
Di: Benjamin Edini
[v1] Domenica 10 dicembre 2023, 01:44:49 UTC (5.868 KB)
https://arxiv.org/abs/2312.05723

Astrobiologia

Explorers Club Fellow, ex direttore del carico utile della Stazione Spaziale degli Stati Uniti/astrobiologo, ExoTeams, giornalista, Violator Climber, Synaesthete, Na’Vi-Jedi-Freman-Buddhist-mix, ASL, Devon Island e veterano del campo base dell’Everest, (lui/lui) 🖖 🏻

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