Энцелад; почему слова «гейзеры», «струи» и «шлейфы» взаимозаменяемы?

Фон, Европа:

В более раннем вопросе Как «Гейзеры» на Европе достигают высоты 100 км? Я упомянул использование слова «гейзер» в связи с сообщениями, подтверждающими наблюдения за шлейфами водяного пара на Европе. Размер Европы и гравитация на поверхности почти такие же, как у земной Луны. При скорости убегания около 2025 м/с мне было трудно понять, как настоящий гейзер может существовать внутри льда, гейзер настолько мощный, что может выбрасывать жидкую воду с поверхности со скоростью 2 километра в секунду.

Часть проблемы здесь заключается в том, что я до сих пор не могу быть абсолютно уверен, что существует четкое определение того, что является или не является настоящим гейзером на телах Солнечной системы, отличных от Земли. На Земле, хотя гейзер обычно питается от геотермального преобразования воды в пар, он выталкивает дополнительную жидкую воду на поверхность и над ней в виде жидкости. Я считаю, что другие источники давления все еще могут привести к возникновению настоящих гейзеров Земли.

Большинство научных ссылок, которые я нашел, называли пар перьями или струями, слово «гейзер» использовалось в более популярных и общих интересующих статьях.

Кажется, одно из возможных объяснений состоит в том, что выход водяного пара (газа) из отверстия особой формы может ускорить молекулы до средней скорости, которая в несколько раз превышает скорость звука, путем преобразования случайного теплового движения в направленное вертикальное движение, как описано в UT . Остин, диссертация Джареда Джеймса Берга . Моделирование показало, что это струйное явление может привести к тому, что часть водяного пара достигнет значительной доли скорости убегания и поднимется на высоту от 100 до 200 км. Модель также рассматривает образование твердых тел в виде кристаллов льда внутри шлейфа.

Об Энцеладе:

Я только что наткнулся на статью «Как связаны между собой гейзеры, приливные напряжения и тепловое излучение на южном полюсе Энцелада » (Porco, DiNino and Nimmo (2014), Ast. J. 148 (3), 45), углубленное изучение источников водяного пара с Энцелада. Я видел, что в аннотации упоминаются и гейзеры, и струи, но в конце второго абзаца введения наткнулся на очень интересное предложение:

(В этой статье мы используем термины «струи» и «гейзеры» как синонимы.)

Скорость убегания на Энцеладе составляет всего около 240 м/с , что почти на порядок ниже , чем на Европе, а это означает, что потребуется гораздо меньшее подповерхностное давление, чтобы вытолкнуть жидкую воду высоко над поверхностью в ближний космос. Таким образом, я могу понять, что термин гейзер может быть более подходящим для этих шлейфов, чем для шлейфов на Европе с более высокой поверхностной гравитацией.

Вопрос:

Я бы знал, почему слова «гейзеры» и «струи»/«шлейфы» будут использоваться как синонимы. Это потому, что еще не подтверждено, что это такое, и авторы не хотят проявлять фаворитизм, выбирая то или иное, или они синонимичны и всегда могут использоваться взаимозаменяемо, или есть какая-то другая причина?

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

выше x2: рисунки 3a и 3b из Porco, DiNino and Nimmo (2014) .

Ответы (2)

Вопрос:

Я бы знал, почему слова «гейзеры» и «струи» используются взаимозаменяемо. Это потому, что еще не подтверждено, что это такое, и авторы не хотят проявлять фаворитизм, выбирая то или другое, или они синонимичны и всегда могут использоваться взаимозаменяемо, или есть какая-то другая причина?

Струя - это общий термин для описания выброса материала. Вы увидите, что он повсеместно используется в физике (и астрономии). Джет может быть любой формой материи (твердой, жидкой, газообразной, плазменной).

Гейзер — это особый тип геологического процесса и, насколько я понимаю, означает (как минимум) выброс жидкости (обычно воды). Точный процесс, конечно, доподлинно неизвестен для неземных тел. Я не думаю, что использование термина «гейзер» является утверждением уверенности, но может использоваться для обозначения общего типа события.

Я думаю, что вы, скорее всего, будете использовать «струи», если они не поняты должным образом, и «гейзеры», когда вы либо предлагаете гейзероподобный механизм, либо общепризнанно, что они уже гейзероподобны. Но я не думаю, что это высечено на камне.

Это действительно полезно, спасибо! Я задал дополнительный вопрос о криовулканизме.

Гейзер – это водяной вулкан, они привычны и довольно распространены на Земле.

По аналогии водяной вулкан на других планетах тоже можно назвать гейзером, хотя механизм может быть совсем другим. Гейзеры на Земле вызваны нагревом подземных вод магматическими очагами. На Энцеладе нет магмы.

Энергия вулканов Энцелада переносится исключительно водой, поэтому их иногда называют криовулканами . Они функционируют аналогично вулканам на Земле, но с водой вместо силикатов и при гораздо более низких температурах.

Когда на Земле извергается гейзер, вся вода падает обратно на землю или испаряется и попадает в ловушку атмосферы. На Энцеладе гораздо меньшая гравитация и нет заметной атмосферы, поэтому вода из гейзеров может улетучиваться в космос, появляясь в виде шлейфов водяного пара.

Гейзер – это водяной вулкан. На Энцеладе (но не на Земле) гейзеры представляют собой форму криовулкана. Шлейф появляется, когда вода из гейзера уходит в космос