Как известно, кольцо E Сатурна образовано частицами, выброшенными гейзерами Энцелада. В большинстве своем эти частицы состоят из водяного льда и имеют размеры порядка микрона. Наличие в кольце E мелких кварцевых пылинок говорит о геотермальной активности недр Энцелада, продолжающейся в настоящее время.

Как образуются кварцевые пылинки нанометровых размеров? Авторы исследования рассмотрели несколько возможностей и пришли к выводу, что они формируются из горячего перенасыщенного водного раствора оксида кремния по мере его остывания. 

Из лабораторных экспериментов известно, что при остывании горячего слабощелочного (pH ~ 8.5-10.5) водного раствора SiO₂ выпадают коллоидные частицы оксида кремния с радиусами 1-1.5 нм, которые за несколько часов или суток вырастают до размеров 4-12 нм (т.е. приобретают радиусы 2-6 нм). При pH > 10.5 растворимость оксида кремния становится слишком большой, и формирования коллоидных частиц не происходит. Таким образом, размеры кварцевых пылинок могут сыграть роль своеобразных датчиков в изучении геотермальных выбросов на дне океана Энцелада.

Например, для образования кварцевых коллоидных частиц требуется горячая вода с температурой от +90°С при pH ~ 10.5 до +190°С (и выше) при pH ~ 8.5. Также необходимо, чтобы соленость этой воды оставалась умеренной, поскольку при высокой концентрации солей коллоидные частицы быстро слипаются друг с другом. По оценкам авторов статьи, соленость подледного океана Энцелада не превышает 4%. Небольшой размер коллоидных частиц говорит об их быстром переносе от мест выхода геотермальных флюидов на дне океана до трещин в ледяной коре – всего за несколько месяцев, максимум несколько лет. Если бы этот перенос длился несколько сотен лет, кварцевые песчинки вырастали бы до размеров ~ 1 мкм, чего явно не наблюдается. Все эти выводы складываются в непротиворечивую картину продолжающейся в настоящее время геотермальной активности недр Энцелада.

Итак, в южном полушарии Энцелада южнее широты 50° расположен подледный океан жидкой воды глубиной около 10 км. Соленость этого океана не превышает 4%, его реакция слабощелочная (8.5 < pH < 10.5). Давление в океане меняется от 10 до 80 атмосфер в зависимости от глубины. Сверху океан покрыт ледяной корой толщиной 30-40 км. Кору прорезают глубокие трещины, идущие от водного слоя до поверхности спутника, через эти трещины бьют гейзеры из ледяной пыли и водяного пара, а также других газов. 

На дне океан соприкасается с каменным ядром Энцелада, верхняя часть которого, скорее всего, достаточно пористая и пронизана выходами геотермальных вод, температура в зоне выходов превышает 90°С.

Источники: http://www.nature.com/nature/journal/v519/n7542/full/nature14262.html
http://www.nature.com/nature/journal/v519/n7542/full/519162a.html
http://saturn.jpl.nasa.gov/photos/imagedetails/index.cfm?imageId=5169