Led, pod kterým to vře

Když se v létě roku 1989 sonda Voyager 2 blížila k Tritonu, největšímu měsíci Neptunu, panovalo v řídicím středisku NASA napětí. Po dvanácti letech cesty meziplanetárním prostorem a miliardách uražených kilometrů šlo o poslední setkání slavné mise s některým z těles Sluneční soustavy – a vědecký tým doufal, že všechno bude fungovat tak, jak má. Nikdo nechtěl promarnit jedinečnou příležitost zjistit, jak tento vzdálený a tajuplný svět vypadá. Krátce nato hned první snímky jeho ledového povrchu přinesly ohromující překvapení.

1. Pohled na jižní polokouli měsíce Triton pořízený sondou Voyager 2. Na snímku je znát několik desítek tmavých, protažených skvrn vzniklých vyvržením materiálu nad povrch měsíce.

Snímek NASA, JPL; Public Domain

Na některých snímcích Tritonu se totiž nacházely tmavé pruhy (obr. 1), které tu a tam vrhaly stíny. Na první pohled to nedávalo smysl. Stíny totiž naznačovaly, že se nad povrchem měsíce – jenž má jinak slabou, prakticky zanedbatelnou atmosféru – něco vznáší. Po pečlivé analýze snímků ale bylo jasné, co se děje: Sonda zvěčnila oblaka materiálu vyvrženého několik kilometrů nad povrch.

Nešlo přitom o sopečnou erupci s výronem roztavených hornin bohatých na křemík, jak ji známe ze Země. Ne, tady jsme se dívali na něco mnohem exotičtějšího. Na tomto mimořádně chladném měsíci, jehož povrch tvoří směs několika druhů zmrzlých těkavých látek – tzv. exotických ledů, jako je dusík, metan a oxid uhelnatý –, byl vyvržený materiál tvořen především dusíkovou párou smíchanou s tmavým prachem. Poprvé v historii lidstva jsme se stali svědky jevu, který do té doby existoval jen v teoretických úvahách: kryovulkanismu. Triton, pojmenovaný po synu boha moří Poseidóna, se tak stal prvním tělesem Sluneční soustavy, kde byla tato exotická forma vulkanismu přímo pozorována.

2. Detailní pohled na povrch Tritonu na Leviathan Patera (uprostřed) a Ruach Planitia (vlevo nahoře), dvojici rozsáhlých útvarů, které nejspíše vznikly vlivem výlevného kryovulkanismu. Průměr hladké planiny Ruach Planitia je přibližně 175 kilometrů.

Snímek NASA, JPL; Public Domain

Během kryovulkanismu „sopky“ nechrlí roztavenou horninu, ale vodu, čpavek, metan nebo jiné těkavé látky, které unikají z nitra měsíce na jeho extrémně chladný povrch (kolem –230 °C). Tento objev odstartoval zcela novou kapitolu ve výzkumu Sluneční soustavy – naznačil, že i zamrzlé světy mohou být plné neklidu, a že některé dokonce skrývají pod svým povrchem oceán kapalné vody. Do té doby jsme měli tato vzdálená tělesa za geologicky mrtvá.

Triton není sám

Druhý velký průlom v hledání stop kryovulkanismu nastal v roce 2005. Tehdy americká planetární sonda Cassini detekovala mohutné výtrysky materiálu na Saturnově měsíci Enceladu. Byly tvořené drobnými částicemi pohybujícími se rychlostí až 2100 km/h – dostatečně rychle na to, aby se dostaly mimo gravitační sevření pouhých 500 kilometrů širokého měsíce a byly zachyceny instrumenty sondy Cassini. Spektroskopická měření později prozradila, že výtrysky jsou tvořeny vodním ledem, solí a jednoduchými organickými sloučeninami, což naznačuje existenci slaného oceánu pod ledovou krustou malého měsíce. Pro sérii puklin, ze kterých pozorovaný gejzír pochází, se vžilo označení „tygří pruhy“ (obr. 3).

Když se sonda podívala na místo výtrysků za pomoci termální kamery, odhalila, že okolí puklin je až o 80 °C teplejší než okolní ledové pláně. Bylo tak zřejmé, že se na povrch dostává z nitra měsíce teplejší materiál. V průběhu dalších let se s pomocí libračních měření podařilo prokázat, že ledovou slupku od jádra odděluje globální vrstva kapalné vody – podpovrchový oceán, ze kterého by měl radost i sám Poseidón. Pozorování Enceladu tak přineslo nejen jasný důkaz aktivního kryovulkanismu, ale i jedno z nejsilnějších vodítek pro existenci obyvatelných podmínek mimo Zemi.

Od té doby se podařilo ve vnějších oblastech Sluneční soustavy objevit několik dalších těles, jejichž povrch byl kryovulkanismem do určité míry přetvořen. Konkrétně jde o trpasličí planety Pluto a Ceres nebo ledové měsíce Europu a Titan. Všechna tato tělesa nesou stopy toho, že se z jejich nitra na povrch v minulosti dostávala kapalná voda či jiné těkavé látky. A je možné, že na některých z nich se voda tlačí ven i dnes.

Známe tak řadu těles, která pod povrchem mají potenciálně vhodné podmínky pro existenci mimozemského života: kombinaci kapalné vody a minerálů uvolňujících se z jejich silikátových jader. A co víc, příroda nám dává možnost, jak tyto pro život slibné oblasti prozkoumat. Kryovulkanismus totiž slouží jako „okno“, kterým můžeme nahlédnout do podpovrchových oceánů, odkud vyvěrají kapaliny bohaté na chemické sloučeniny. Tedy do míst, která by jinak před námi byla skryta pod desítkami kilometrů neproniknutelné ledové slupky.

Studium kryovulkanismu nám tak pomůže odhalit, jaké podmínky vládnou pod ledovým příkrovem těchto vzdálených světů – a tím i zjistit, zda se tam může ukrývat život.