جيولوجيا شارون

تشمل جيولوجيا شارون خصائص سطح وقشرة وباطن قمر بلوتو ، شارون . ومثل جيولوجيا بلوتو ، لم يكن يُعرف شيء يُذكر عن جيولوجيا شارون حتى وصول مركبة نيو هورايزونز إلى نظام بلوتو في 14 يوليو 2015. يبلغ قطر شارون 1208 كيلومترات (751 ميلاً) ، أي ما يزيد قليلاً عن نصف قطر بلوتو. ^{[ 1 ]} يتمتع شارون بكتلة كافية لتكوين شكل كروي بفعل جاذبيته الذاتية.  

أتاحت ظاهرة الخسوف المتبادل لكوكبَي بلوتو وشارون في ثمانينيات القرن الماضي لعلماء الفلك التقاط أطياف بلوتو، ثم الطيف المشترك للكوكبَين. وبطرح طيف بلوتو من الطيف الكلي، تمكن علماء الفلك من تحديد التركيب الطيفي لسطح شارون. تتكون المناطق الشمالية من شارون جزئيًا من الهيدروكربونات والثولينات ، بينما تتميز المناطق الواقعة عند خطوط العرض الأدنى بتنوع أكبر في تركيبها. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

أكد باحثون من مركز أبحاث أميس التابع لناسا في عام 2017 أن حركة الصفائح الجليدية حدثت في الماضي، مما أدى إلى ظهور العديد من السمات الجيولوجية البارزة، حيث لاحظوا أدلة على انغماس الصفائح التكتونية مع ملاحظة غياب التكوين الجبلي الناتج عن تجمد الوشاح. ^{[ 4 ]}

على عكس سطح بلوتو، الذي يتكون من جليد النيتروجين والميثان ، يبدو أن سطح شارون يهيمن عليه جليد الماء الأقل تطايرًا . في عام 2007، أشارت ملاحظات مرصد جيميني لبقع من هيدرات الأمونيا وبلورات الماء على سطح شارون إلى وجود ينابيع جليدية نشطة . ^{[ 5 ] [ 6 ]} سمحت حالات الكسوف المتبادل لبلوتو وشارون في ثمانينيات القرن الماضي لعلماء الفلك بأخذ أطياف بلوتو، ثم الطيف المشترك للكوكبين. وبطرح طيف بلوتو من الطيف الكلي، تمكن علماء الفلك من تحديد التركيب الطيفي لسطح شارون. تتكون المناطق الشمالية من شارون جزئيًا من الهيدروكربونات والثولينات ، بينما تتميز خطوط العرض المنخفضة بتنوع أكبر في التركيب. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ويبدو أيضًا أن شارون يفتقر إلى الغلاف الجوي، إن وجد .

تُظهر الخرائط الضوئية لسطح شارون اتجاهًا عرضيًا في البياض ، مع شريط استوائي ساطع وأقطاب داكنة. ويبدو أن المنطقة القطبية الجنوبية أغمق من الشمالية. ^{[ 7 ]} تهيمن على المنطقة القطبية الشمالية منطقة داكنة واسعة جدًا أطلق عليها فريق نيو هورايزونز اسم " موردور " بشكل غير رسمي ، ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} والتي سُميت لاحقًا نيفرلاند ريجيو . ^{[ 11 ]} تتميز نيفرلاند ريجيو بلونها الأحمر الواضح. ^{[ 12 ]} وباستثناء نيفرلاند، صوّرت نيو هورايزونز عددًا قليلًا بشكل غير متوقع من فوهات الاصطدام الأخرى على شارون، ووجدت سطحًا حديثًا نسبيًا، مما يشير إلى أن شارون ربما يكون نشطًا جيولوجيًا. ^{[ 9 ]} وعلى وجه الخصوص، يحتوي نصف الكرة الجنوبي على عدد أقل من الفوهات مقارنةً بالنصف الشمالي، وهو أقل وعورة بشكل ملحوظ، مما يوحي بحدوث عملية إعادة تشكيل سطحية هائلة - ربما نتيجة تجمد جزئي أو كامل لمحيط داخلي - في وقت ما في الماضي، وأزالت العديد من الفوهات القديمة. ^{[ 13 ]}

يحتوي سطح شارون على العديد من الأودية الكبيرة منيتراوح عمقها بين 5 و10  كيلومترات . وتمتد هذه الأخاديد باتجاه شمال شرق - جنوب غرب. ويمتد نظام واحد من الأخاديد والمنحدرات لمسافة 1050  كيلومترًا. ^{[ 14 ]} ومن هذه الأخاديد وادي سيرينيتي تشاسما الذي يبلغ  عرضه 60 كيلومترًا. ومن الأخاديد الأخرى وادي ماكروس تشاسما الذي يتماشى مع وادي سيرينيتي تشاسما ليشكل حزامًا يمتد لمسافة1050  كم . هناك أسماء أخرى باسم chasmata وهي Tardis Chasma و Nostromo Chasma و Argo Chasma والتي يبلغ عمقها 5  كم. ^{[ 12 ]}

نموذجان مقترحان لتصميم شارون الداخلي

• نتيجة محتملة لنموذج البدء الساخن ، مع مستويين مختلفين من "الجسيمات الدقيقة" السيليكاتية، أو الجسيمات ذات الحجم الميكروني ^{[ 18 ]}
• إحدى النتائج المحتملة لنموذج بدء التشغيل البارد ^{[ 19 ]}

يسمح حجم وكتلة شارون بحساب كثافته،تبلغ كثافة شارون 1.70 ± 0.02  غ/سم³ ^، [ ^{12 ] وهي} أقل قليلاً من كثافة بلوتو. لذا، يحتوي شارون على نسبة أقل قليلاً من الصخور في باطنه مقارنةً ببلوتو. هذا الفرق ليس كبيراً كفرق العديد من الأقمار الأخرى الناتجة عن تصادمات.

بعد تحليق مركبة "نيو هورايزونز" بالقرب من شارون، أشارت العديد من المعالم المكتشفة على سطحه بقوة إلى تمايزه، وربما احتوى على محيط جوفي في بدايات تاريخه. وقد دلّ التغير السطحي الملحوظ سابقًا على سطح شارون على أن محيطه الجوفي القديم ربما يكون قد غذّى ثورات جليدية واسعة النطاق على سطحه، مما أدى إلى محو العديد من المعالم القديمة. ^{[ 20 ] [ 18 ] [ 21 ]} ونتيجة لذلك، برزت رؤيتان متنافستان رئيسيتان حول طبيعة باطن شارون: ما يُعرف بنموذج البداية الساخنة ، حيث يكون تكوّن شارون سريعًا ويتضمن اصطدامًا عنيفًا مع بلوتو، ونموذج البداية الباردة ، حيث يكون تكوّن شارون أكثر تدريجية ويتضمن اصطدامًا أقل عنفًا مع بلوتو.

وفقًا لنموذج البداية الساخنة، تراكمت كتلة شارون بسرعة (خلال ~نشأ شارون خلال 10 سنوات ⁽⁴ سنوات) من القرص المحيط بالكوكب، نتيجةً لسيناريو اصطدام عملاق شديد التدمير. يمنع هذا النطاق الزمني السريع الحرارة الناتجة عن التراكم من الانتشار أثناء عملية التكوين، مما يؤدي إلى انصهار جزئي للطبقات الخارجية لشارون. مع ذلك، لم تصل قشرة شارون إلى نسبة انصهار كافية لحدوث تمايز كامل، مما أدى إلى احتفاظ القشرة بجزء من محتواها من السيليكات عند التجمد. يتشكل محيط سائل تحت سطح شارون أثناء أو بعد فترة وجيزة من تراكمه، ويستمر لمدة ملياري سنة تقريبًا قبل أن يتجمد، مما قد يكون دافعًا لإعادة تشكيل سطح فولكان بلانيتيا بركانيًا جليديًا . يمكن للحرارة المشعة المنبعثة من لب شارون أن تذيب محيطًا ثانيًا تحت سطحه يتكون من خليط مائي-أمونيا يوتكتيكي قبل أن يتجمد هو الآخر، مما قد يكون دافعًا لتكوين كوبريك مونس ومعالم أخرى مماثلة. قد تزيد دورات التجمد هذه من حجم شارون بأكثر من 20  كيلومترًا، مما يؤدي إلى تكوين التضاريس التكتونية المعقدة الملاحظة في سيرينيتي تشاسما وأوز تيرا. ^{[ 18 ]}

على النقيض من ذلك، يرى نموذج البداية الباردة أن وجود محيط جوفي كبير في المراحل المبكرة من تاريخ شارون ليس ضروريًا لتفسير خصائص سطحه، بل يقترح أن شارون ربما كان متجانسًا وأكثر مسامية عند تكوينه. ووفقًا لهذا النموذج، عندما يبدأ باطن شارون بالدفء نتيجة التسخين الإشعاعي والتسخين الناتج عن عملية التمعدن السربنتيني ، تبدأ مرحلة انكماش، مدفوعة بشكل أساسي بالانضغاط في باطن شارون. بعد حوالي 100-200 مليون سنة من التكوين، تتراكم حرارة كافية لذوبان المحيط الجوفي، مما يؤدي إلى تمايز سريع، وانكماش إضافي، وترطيب صخور اللب. وعلى الرغم من هذا الذوبان، تبقى قشرة نقية من جليد الماء غير المتبلور على سطح شارون. بعد هذه الفترة، يستمر التمايز، لكن اللب لم يعد قادرًا على امتصاص المزيد من الماء، وبالتالي يبدأ التجمد عند قاعدة وشاح شارون. ويؤدي هذا التجمد إلى فترة تمدد حتى يصبح لب شارون دافئًا بما يكفي لبدء الانضغاط، مما يبدأ فترة انكماش نهائية. ربما تكونت فجوة الصفاء قد تشكلت من خلال مرحلة التوسع، بينما ربما تكون مرحلة الانكماش الأخيرة قد أدت إلى ظهور التلال المقوسة التي لوحظت في منطقة نيفرلاند. ^{[ 19 ]}