Presión del hielo inducida por la gravedad y porosidad del subsuelo en lunas heladas

Reporte de un caso

Ph.EP astronómica

20 de noviembre de 2023

Evolución del coeficiente de presión η(η, t) con la viscosidad del hielo y el tiempo de compresión. El coeficiente promedio de presión del hielo medido en la Tierra viene dado por la línea amarilla 5 = 5,5 × 10−6 Pa−1. El cuadro negro representa la ubicación del conjunto de datos Antártida A2 en este gráfico, estimado a partir de la tasa de acumulación de nieve local. El cuadro blanco representa nuestro escenario para Europa, donde el tiempo de presión es la edad de la corteza de hielo y la viscosidad es η = 1021 Pa s [23]. — Doctorado en Astronomía EP

Nuestra comprensión de la porosidad de la superficie de las lunas de hielo y su evolución con la profundidad aún es limitada, incluida la escala precisa a la que se produce la compresión del hielo bajo la presión del propio peso.

Este parámetro es de crucial importancia para la interpretación correcta de los datos actuales de teledetección (espectroscopia en el visible, desde infrarrojo hasta microondas pasivas), pero también para la exploración planetaria al diseñar un módulo de aterrizaje, un rover o un robot criogénico. Explorar la corteza de hielo en el sitio requerirá conocimientos sobre la porosidad del subsuelo. Este estudio utiliza un modelo de estrés impulsado únicamente por la sobrepresión basado en investigaciones anteriores. La fórmula de la densidad en función de la profundidad incluye un parámetro básico: el coeficiente de presión del hielo.

Para determinar este parámetro, ajustamos un modelo de densidad dependiente de la profundidad a los datos existentes obtenidos de mediciones terrestres de núcleos de hielo en la Antártida y el norte de Groenlandia. Nuestros resultados arrojan una escala de longitud típica para la presión del hielo en la Tierra de aproximadamente 20,1 ± 0,6 m, en consonancia con la literatura existente. Aplicamos el modelo a Europa, que, debido a su baja gravedad, tiene una escala típica de presión de hielo de 150 ± 4 m. Lo comparamos con las profundidades estudiadas mediante datos espaciales actuales y descubrimos que la porosidad puede considerarse constante cuando se tiene en cuenta únicamente la presión inducida por la gravedad.

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Cyril Mergne, Frédéric Schmidt

Temas: La Tierra y la astrofísica planetaria (astro-ph.EP); Geofísica (physics.geo-ph)
Citar como: arXiv:2311.10627 [astro-ph.EP] (O arXiv:2311.10627v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Día de entrega
Por: Cyril Mergne
[v1] Viernes 17 de noviembre de 2023, 16:28:33 UTC (561 KB)
https://arxiv.org/abs/2311.10627
astrobiología,

Cofundador de SpaceRef, miembro del Explorers Club, ex NASA, Away Teams, periodista, biólogo espacial, escalador decaído.

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