氷衛星を溶かす発熱は潮汐力だけでなく、水と岩石の化学反応や放射性同位元素の崩壊熱など多岐に渡る。エンケラドスの観測データをもとに進化モデルを考えてみた。ということ。以下、機械翻訳。
エンケラドスに適用される氷の衛星の1-D進化モデル
水の移動と分化、地球化学反応やケイ酸塩相転移、自己重力によって圧縮、およびアブレーション：私たちは、カップル、複数のプロセス氷の衛星に対する長期的な1次元の進化モデルを開発しています。潮汐加熱、放射性加熱、地球化学的エネルギー蛇紋によって放出されたか、伝導、対流、および移流によってミネラル脱水、重力エネルギーや日射、及び熱輸送により吸収：このモデルはさらに、次のエネルギー源とシンクを考慮しています。私たちは、均質であったと初期構造を仮定すると、現代の観察と互換性のある構造をレンダリングすることになる初期条件を推測し、エンケラドスにモデルを適用します。衛星は継続的にその進化に沿って水を失ってきたと仮定すると、我々はそれが、より大規模な複数の氷の多くの多孔質衛星として形成され、次第に持続長期潮汐加熱への今日の状態に転換したと仮定しています。我々はいくつかの初期組成と進化のシナリオを検討し、利用可能な観測制約に対して、今日のモデルの結果をテストし、太陽系の年齢のための進化に従ってください。我々のモデルは、外側部分に中央に脱水岩で構成岩コア、および水和岩の上に位置する、純粋な氷のマントルに分化させるための現在の構成、厚いキロ数十を示しています。エンケラドスのために、それは、重力場の測定値に基づいて、最近の推定値との互換性が以前に想定よりも高いロック/氷の質量比と薄い氷マントルを予測します。、明らかに、モデルはローカルな現象を説明するために使用することはできませんが、それは局所的な特徴や活動の説明で呼び出さ内部構造に光を当てます。
図1：時間との半径方向距離の関数としての温度。
図2：関数としてH 2 O（B）の水成変化していない岩（a）と画分など
時間との半径方向距離の。
図3：時間との半径方向距離の関数としての液体の水の分画。
図5：今日断面 - 色の解釈：黒（孔）。白（結晶アイス）;ブラウン（非水和岩）。オリーブ（水和岩）
１．イントロダクション
それの上に大容量の上のアクティブな 低温火山活動 が発見された、もしかすると Europa （ロスおよびその他、２０１４）以外の、唯一の衛星であるから、 Enceladus は我々の太陽系で最も面白い氷で覆われた体の１つです。 Enceladus のユニークさはその謎を暴露するために広範な調査を引き起こしました。 Enceladus の、そして類似の氷衛星の進展を理解するために、人は１つの世界的なモデルの中にすべての適切なプロセスを結びつけるべきです。
このような一般的なモデルは、もちろん、大きさと構成の類似の範囲でどんな氷衛星にでも適用されることができます、しかし Enceladus の詳細な観察は複雑なモデルを制限するために使われるかもしれません。 このセクションで続くもので我々は手短かにモデルを拘束するために使われることができる最も最近の観察を概説します。 一般に氷衛星の進展に貢献するかもしれない広範囲のプロセスがあるけれども、我々はそれからそれを見せます、そして、特に、理論的なモデルが世話をする Enceladus は別にこれらのプロセスを取り上げます。 我々の目的は多くの異なったプロセスを結びつけることができる包括的なモデルを発展させることです。
１.１ 観察の制約
１.１.１ 大量の特性
Enceladus の形は少し 回転楕円体 （トーマスおよびその他、２００７）から外れます。 それは２５２.１キロの平均半径と１.６０９ｇ／ｃｍ＾３の重量比（ヤコブソンおよびその他、２００６；ラパポートおよびその他、２００７）を － 持ちます。 重量比測定はその内部の作文への重要な手がかりを提供します。 興味深いことに、衛星 Mimas は、サイズで Enceladus に類似している比較のために、ただ１.１５ｇ／ｃｍ＾３- より低い岩 / 氷質量比、あるいはいっそう透過性の構造を示している（ヤコブソンおよびその他、２００６）（あるいは両方とも）だけの重量比を持っています。
最近、 Iess およびその他。 （２０１４）が、区別される世界的な構造を示唆して、０.３３５であるために同じく Enceladus の慣性モーメントを測りました。
１.１.２ 羽毛 － 蒸発散
カッシーニオービターの最も興味をそそる発見は Enceladus の南の極地の変則です。
宇宙船は表面上水ガスによって独占されるプリュームが（Porco およびその他、２００６；スペンサーおよびその他、２００６；ウェイトおよびその他、２００９）を放射していた南極地域の非常に若い特性を検出しました。 羽毛は同じく「タイガーストライプ」として知られている４つの目立つ亀裂から始まると信じられます。 水不安定見積もりは南の極地の地形（SPT）（Tian およびその他、２００７；ハンセンおよびその他、２０１１）の上の羽毛によって、カッシーニの紫外線を映し出しているスペクトルグラフ（UVIS）が２つの星の掩蔽 と太陽の１つの掩蔽を観察したとき、得られました。 すべての３つの掩蔽 で、水 fluxes は類似である決意が強かったです、およそ１５０-２００キログラム － ｓ - １。
得られた類似の不安定測定が 不変性 に必ずしも水不安定を暗示しません（ハーフォードおよびその他、２００７）ということを念頭におくことは重要です。 それが起きたとき、 Enceladus が慎重な流束 が類似であったという事実を説明するかもしれないその動き（Hedman およびその他、２０１３； Nimmo およびその他、２０１４）で類似の軌道の段階にいたとき、すべての３つの 掩蔽 は起こりました。 水不安定の既存の観察はただ最初に近似を命令して正確なだけであって、そして警戒をもって見られるべきです。 にもかかわらず、実行可能なモデルが適切な量で蒸発散の可能性を説明するべきです。
１.１.３ 熱流速 － 表面温度
SPT で検出された表面温度は以前に予想される 日射量 均衡よりずっと高く温度（スペンサーおよびその他、２００６）であるために識別されました。 ４月に
１４、２０１２、カッシーニ宇宙船は、 VIMS 道具を使って非常に高い解決で「Baggdad Sulcus」亀裂を観察して、南極の近い接近飛行を行ないました。
Goguen およびその他。 （２０１３）およそ１９７±２０Ｋと幅の体温で長さの亀裂から得られたスペクトルを熱の排気と解釈しましたの 9m について. 世界的規模で、均衡表面温度は、 70K の周りに、ずっとより低いです。 トラヴィスとシューベルト
（２０１５）が、そうすることになっていて、平らにその地域においての非常に透過性の「雪」の断熱している層が当然すんでの表面温度を観察されたものに押しやることができたことを示唆するそ際立って４が熱伝導率を下げる.
SPT から放射された全体の力を制限するために、人は再度放射された没頭した日光のために、推定受動的な排気の引き算の後に、南極の統合化された熱の排気ガスを考慮に入れなくてはなりません。 スペンサーおよびその他。 （２００６）が５.８±１.９ GW の統合化された SPT 太陽熱以外を見積もりました。 より高い決議観察が２００８年に、１５.８±３.１ GWのより高い熱の流れ見積もり（Howett およびその他、２０１１）を与えました。 スペンサーおよびその他によるいっそう最近の研究。 （２０１３）前の見積もりがそれらの環境から適切にタイガーストライプを解決しなかった、そして SPT からの放射された力がそうであると論じますただおよそ４.７ GW であってください。 これらの結果は、適切にモデルの境界状態を決定することによって、考慮に入れられるべきです。
１.２ Thermo - 身体のプロセス
１.２.１ 潮の加熱
Enceladus のためのたいていの進化モデルがその本質的な長期の寄与のために、潮の加熱に集中します。 潮の加熱の単純なモデルは一般に世界的規模で消散した総熱量（Squyres およびその他、１９８３）に関係しています。 もし衛星が、物理的な libration と同様、取るに足りない obliquity 、軌道の下げ、で同期的なスピン軌道共鳴にあるなら、世界的なエネルギーリリースレートは単純な表現によって与えられます。 そのレートは単に、有効な dimensionless 比率 k2 / Ｑ、 k2 がダイナミックなラブ数とＱ、潮の消散、であるところ要因によって与えられて、物理的エネルギーをゆがめて、そして散らす衛星のキャパシティで衛星について、しかし同じく身体の、そして軌道のパラメータに依存するだけではありません（セクション２.２の eq. ８参照）。 パラメータ k2 は、外部の潮の可能性に対する潮の反応を計測して、本質的に proportionality 係数です。 単純な頑固な同種の天体あるいは液体のような天体に、 k2 の値は浅薄に決定されます。 パラメータ
Ｑは摩擦を通して消散したエネルギー量と関係があります、それで同じくそれは内部相違（Rambaux とカスティリョ - Rogez 、２０１３）に依存します。 いっそう洗練された計算が実行された理由である熱のレートが正確な 分布 についてのインフォメーションに提供しないグローバルなエネルギー消散のための単純な表現。 これらは、しかしながら、複雑で、そして時間がかかります、それで若干の研究がまだシンプルな１Ｄの世界的なエネルギー消散レート（メイヤーと賢明さ、２００８； Lainey およびその他、２０１２）の方が好きです。
特定の関連について Tobie およびその他のアプローチの後に、我々の単純な１Ｄのモデルにロバーツと Nimmo （２００８年）によって発展させられた Enceladus のための３-Ｄ潮の加熱モデルがあります。
（２００５）：（彼・それ）らはコアでの潮の消散がどんなまことしやかな silicate 粘性においてでも取るに足りないことを示します。 ロバーツ（２０１５年）によるいっそう最近の分析はある特定の条件の下でそれが前の研究で、示唆されたように、小さくて完全に取るに足りなくはないかもしれないことを示唆します。
従って、 Enceladus での潮のエネルギーの大部分（しかしすべて）が一様に衛星（バー、２００８）の半径と比較して薄い氷シェルの中で配られるわけではないと想定することは合理的であるかもしれません。 しかしながら、潮の消散は粘性に同じく微妙です、そして氷粘性が大いに温度に依存しますから、表面とマントルのベースの間の粘性における相違はかなりであり得ました（バー、２００８；ハンおよびその他、２０１２）。 これは、順番に、 250K （漢民族と興行師、２０１０）について温度においてピークに達するべき見せられた潮の消散における相違に導きます。 それで、氷のようなマントを着ている同一であるよりむしろ内部である - 増加する潮の消散分配が１Ｄのアプローチでいっそうありそうな近似です。
１.２.２ 対流
氷シェルを着ている対流が、 SPT で観察された若い地質学の機能を引き起こして、内部で消散した熱を表面に輸送するために示唆されました。 いくつかの大いに洗練された３-Ｄ対流モデルが発展させられた（Ｂ - ehounkov ´およびその他、２０１２； Showman およびその他、２０１３； Rozel およびその他、２０１４）、特に順に Enceladus の半球の二分を理解すること. しかしながら、我々の１Ｄのモデルで、我々はバーとマッキノン（２００７年）の計算の後に、氷殻のためのずっとより単純な、 parametrizedな対流モデルを適用します。 トラヴィスとシューベルト（２０１５年）は彼らの longterm シミュレーションで類似の parametrization アプローチを使います；しかしながら、彼らは同じく我々のより異なったモデル仮定を持っていて熱水利用の流れ（コアからの採鉱エネルギー）を考慮します。
１.２.３ 化学的な変化
蛇紋石化作用 反応は、液体水がきれいな（水和していない） silicates に反応するときに起こる exothermic 化学反応です。 蛇紋石化作用 がいくつかの記述（マラマッドと Prialnik 、２０１３）で重要です：最初に、それはかなり岩の密度を変えます；第二に、それは無視できない量の水をそれで量を増す岩によって吸収されさせます；そして最終的に、それは本質的なエネルギー量を生成します。 それで、区別される体に、 水成に異なるコアの密度は水和されないものの密度と比較しておよそ２０％より低いです、そして体全体の無料の水の全体的な量はより少ないです。 serpentinization の活動的な寄与は長い間重要であると思われました：議論が陰険にすべてのモグラのためにそれを示す単純な潜熱が生産しました、発表されたエネルギーは氷のおよそ１１のあざを和らげることが可能です。 それ故体の地方色を与えられた地域での serpentinization からの熱が体（Jewitt およびその他、２００７）全体（で・に）氷融解を引き起こす反応の家出人の可能性があります。 それが必ずしも進行中であってはならないけれども、 Serpentinization が同じく Enceladus 羽毛の上に構成のデータと矛盾しないと認められています（Glein およびその他、２０１５）。
もし 蛇紋石化作用 が起こることを許されるなら、人は同じく岩脱水症の逆のプロセスを考慮しなくてはなりません。 いったん脱水状態であると、ロックはより密度が高くなります、そして水が天体に放し戻されます、他方岩体は同額によって減らされます。 それで脱水症が世界的な構成と構造に反対の影響を与えます。 陰険な脱水のレートは温度の機能です、そして通常高温が必要とされます（例えば、陰険な多モーフィング antigorite （沢井およびその他、２０１３）のための脱水症レートは 675K について下に完全に取るに足りません）。 それで脱水が比較的小さくて、そして冷たいオブジェクトで起こることを予想されません。 現在のモデルで我々 thermo - 身体上の進展での夫妻 serpentinization と脱水症はモデルをします。 いっそう現実的な水にぬれた困難に満ちた作文が単に Serpentine から成り立たないであろうことは指摘されるべきです。
例えば、可能な作文の夫妻が低い穀物密度と残余の porosity で準惑星セレス（ゾロトフ、２００９；カスティリョ - Rogez 、２０１１）に勧められました。
にもかかわらず、カスティリョ - Rogez （２０１１年）の混合で、他の鉱物 hydrates を無視する間に、ただ陰険な脱水だけを設計することは強調が進化に置かれる、そして大いに単純化された鉱物学が採用される我々の事例で正当です。 これは（１）それが混合で最も豊富なコンポーネントです、（２）温度が乱暴に下がるその特有の脱水症は混合で他の構成要素の間であるからです、（３）その正確な温度依存型レートは経験的によく制限されます。
１.２.４ 除去
Enceladus の羽毛活動は強く（ウェイトおよびその他、２００９）、がゆっくりと使い果たしている激しやすいその最も豊富な水を示唆します。 羽毛（キーファーおよびその他、２００６； Nimmo およびその他、２００７；シュミットおよびその他、２００８； Goguen およびその他、２０１３； Porco およびその他、２０１４； Yeoh およびその他、２０１５；タッカーおよびその他、２０１５）を生み出して、そして維持することに対して、いくつかの研究が可能なメカニズムを論じました。 それはどんなに正確な制約を置くことが難しいとしてもこれが人工衛星の生涯を通じて起こったレートです（セクション１.１.２参照）。 現代除去レートが（今まで）１/６から１/５の周りにジル、 Enceladus が失ったに違いない最後の４.６で多かれ少なかれ一定であったと想定することがその最初の量の（１５０から２００キログラムの間の平均の蒸発散レートで － ｓ - それぞれ１）、そしてその最初の水内容の少なくとも３/４.
この可能性は Kargel （２００６）によって以前に論じられました、しかしただ質的に。 作業仮説として、そして単純さのために、我々は蒸発散の同じレートが進化を通じて維持されたと想定します。 ここで育成されたモデルは、適応性がある格子の数のテクニックを実行することによって、水移住に従って、そして衛星の表面と結果として生じている除去においていっそう上回ってむだ話をすることができます。
１.２.５ 自己重力圏によっての Porosity と Compaction
太陽系の典型的な氷で覆われた体がサイズで kilometersized される小さいすい星からサイズで何千キロメートルもである大きい氷のようなオブジェクトまで及びます。 多分、それらがより小さい 微惑星 を増したとき、より大きいものは形成されました。 我々は、小から中のサイズを定められた小惑星（ベアおよびその他、２０１１）の密度と同様、すい星密度（ワイズマンとローリー、２００８）の最新の見積もりを、それらが同様に大いに素通しであったことを意味して、典型的な小さい８つの 微惑星 のものを表すととるかもしれません。 中間の、そして大きい氷で覆われた体がサイズで成長する 微惑星 を集めるとき、付加物後の大量の 多孔性 が小さいすい星あるいは小惑星でほど高くないように、自己重力は毛穴を圧縮するのに十分であるべきです、しかし porosity がまったく排除されるべきではありません。 重力圏によっての selfcompaction のいっそうありそうな効果は、氷衛星 Mimas のために Leliwa - Kopysty ´ nski と Kossacki （２０００）によって実証されるように、 porosity プロフィールが内部に減少するということです。 氷が岩より compaction をいっそう受けやすいですから、これは同じく構成に依存します。 ダーラムおよびその他。
（２００５）低い温度で透過性の氷の compaction の上に実験を行なって、そして主に氷から作られている、中型の氷で覆われた体に、適切な条件の下で、実質的な残余の porosity が残留することを示しました。 Yasui と荒川
（２００９）氷 - silicate 混合に応用される compaction 実験に基づいて、特にもし温度が氷点の下に留まるなら、氷で覆われた、そして岩だらけの材料の混合で構成された直径数百キロまでの体が非常に高い残余の porosity を持つべきであると論じました.
氷衛星のために、一般に示唆される岩 / 氷質量比は通常、ただ最低レベルをもたらす porosity が取るに足りないという仮定の下の重量比から決定されます。 岩 / 氷質量比のいっそう正確な確定がプレッシャーと温度の機能として porosity のラジアル分配を考慮に入れなくてはなりません。
ここで我々は数百キロの半径を持っている素通しの氷で覆われた死体に適したマラマッドと Prialnik （２０１５年）によって記述された国家の方程式を採用します、そしてそれは氷と岩 compaction の最も良い利用可能な経験的な研究に基づいています。
まことしやかな仮定が最初の岩 / 氷質量比に関して、 Mimas と同じ最初の岩 / 氷質量比を採用するはずです。 冷たくて、そして活動していないで、 Mimas は、 serpentinization あるいは蒸発散のような、内部の処理を経験する可能性が高くありません、そしてそれでそのオリジナルの岩 / 氷質量比を保持したことはいっそうありそうです。
１.３ 理論的なモデル
すでに述べたとおり、理論的な研究が他のものから別にある特定のプロセスに焦点を合わせる傾向があります。 例えば、潮の加熱の重要性という条件のもとで、たいていの研究が複雑な対流モデルと結びつけられた複雑な３-Ｄ潮の計算を含む（ロバーツと Nimmo 、２００８； Tobie およびその他、２００８；Ｂ ? ehounkov ´およびその他、２０１０、２０１２で；ハンおよびその他、２０１２）そしてある場合にはつなぎさえされました軌道のモデル（メイヤーと賢明さ、２００８；ロビュションおよびその他、２０１１； Lainey およびその他、２０１２；ショウジおよびその他、２０１４）で. これらは不安定が観察した高温と不均斉の SPT 変則を説明するために主に使われます、それでもなおそれらはそのすべてが重要な長期のプロセスである分化、水除去、 圧縮 と地球化学の反応、を無視します。 より少ない研究が、放射性暖房（シューベルトおよびその他、２００７； Prialnik と Merk 、２００８；マラマッドと Prialnik 、２０１３）によって、そして地球化学の反応（マラマッドと Prialnik 、２０１３）でリリースされた熱によって水移住に焦点を合わせて、早い進展と分化段階に目標を定めます。 これらの研究は潮の消散をエネルギー源として包含しない、そして 圧縮 、あるいは － マラマッドと Prialnik （２０１３年）を例外として － 表面昇華そしていっそう上回ってむだ話をすることも同様であります。 若干の研究がそれ（キーファーおよびその他、２００６； Nimmo およびその他、２００７；シュミットおよびその他、２００８； Goguen およびその他、２０１３）を作り出すことに責任があるが、フルの thermo - 身体上の長期の進展の不可欠な部分としてでないメカニズムが設計する概要への洞察を得るために主に順調な羽毛の結果として水除去を論じました。
いっそう最近のトラヴィスによっての進化モデルだとシューベルト（２０１５年）は、対流を含めて、潮の、そして放射性加熱を結びつけます、しかし自己重力によって地球化学の反応、除去あるいは compaction を考慮しません。 ロバーツ（２０１５） iteratively 夫妻２が、熱の進化を通じて同じ 空隙率 を維持する 未固結な透過性のコアを仮定して、熱の進展のためにコード、潮の消散を計算することに対する１と他を切り離します。
この仕事で我々は違ったアプローチを採用します：我々の目的は、首尾一貫して上に述べた、どんな惑星の周りにでもどんな氷衛星にでも適したすべての異なったプロセスを含んで、包括的な、長期の進化モデルを発展させることです。 このようなモデルは１０の形成の時から衛星の内部構造とそれらの進展に光をあてることが可能でしょう、しかし － （球状に対称の）１つの － Ｄです － それは局地的に制限された現象の細部を説明することができないでしょう。 それはただこのような局地的に制限された、一時的な現象を理解する基礎を提供するだけでしょう。 Enceladus はテストケースとして使用されるでしょう。
ペーパーの残りが次のように整えられます：我々のモデルの詳細は第２節で提供されます。 モデルはここでより大きい詳細で記述される若干の修正で主としてマラマッドと Prialnik （２０１５年）によって引き起こされたより早いモデルに基づいています。 長期の進化モデルの詳細な記述が第３節でされます。 結果は、代わりのモデルと一緒に、第４節で論じられます。
エンケラドスに適用される氷の衛星の1-D進化モデル
水の移動と分化、地球化学反応やケイ酸塩相転移、自己重力によって圧縮、およびアブレーション：私たちは、カップル、複数のプロセス氷の衛星に対する長期的な1次元の進化モデルを開発しています。潮汐加熱、放射性加熱、地球化学的エネルギー蛇紋によって放出されたか、伝導、対流、および移流によってミネラル脱水、重力エネルギーや日射、及び熱輸送により吸収：このモデルはさらに、次のエネルギー源とシンクを考慮しています。私たちは、均質であったと初期構造を仮定すると、現代の観察と互換性のある構造をレンダリングすることになる初期条件を推測し、エンケラドスにモデルを適用します。衛星は継続的にその進化に沿って水を失ってきたと仮定すると、我々はそれが、より大規模な複数の氷の多くの多孔質衛星として形成され、次第に持続長期潮汐加熱への今日の状態に転換したと仮定しています。我々はいくつかの初期組成と進化のシナリオを検討し、利用可能な観測制約に対して、今日のモデルの結果をテストし、太陽系の年齢のための進化に従ってください。我々のモデルは、外側部分に中央に脱水岩で構成岩コア、および水和岩の上に位置する、純粋な氷のマントルに分化させるための現在の構成、厚いキロ数十を示しています。エンケラドスのために、それは、重力場の測定値に基づいて、最近の推定値との互換性が以前に想定よりも高いロック/氷の質量比と薄い氷マントルを予測します。、明らかに、モデルはローカルな現象を説明するために使用することはできませんが、それは局所的な特徴や活動の説明で呼び出さ内部構造に光を当てます。
図1：時間との半径方向距離の関数としての温度。
図2：関数としてH 2 O（B）の水成変化していない岩（a）と画分など
時間との半径方向距離の。
図3：時間との半径方向距離の関数としての液体の水の分画。
図5：今日断面 - 色の解釈：黒（孔）。白（結晶アイス）;ブラウン（非水和岩）。オリーブ（水和岩）
１．イントロダクション
それの上に大容量の上のアクティブな 低温火山活動 が発見された、もしかすると Europa （ロスおよびその他、２０１４）以外の、唯一の衛星であるから、 Enceladus は我々の太陽系で最も面白い氷で覆われた体の１つです。 Enceladus のユニークさはその謎を暴露するために広範な調査を引き起こしました。 Enceladus の、そして類似の氷衛星の進展を理解するために、人は１つの世界的なモデルの中にすべての適切なプロセスを結びつけるべきです。
このような一般的なモデルは、もちろん、大きさと構成の類似の範囲でどんな氷衛星にでも適用されることができます、しかし Enceladus の詳細な観察は複雑なモデルを制限するために使われるかもしれません。 このセクションで続くもので我々は手短かにモデルを拘束するために使われることができる最も最近の観察を概説します。 一般に氷衛星の進展に貢献するかもしれない広範囲のプロセスがあるけれども、我々はそれからそれを見せます、そして、特に、理論的なモデルが世話をする Enceladus は別にこれらのプロセスを取り上げます。 我々の目的は多くの異なったプロセスを結びつけることができる包括的なモデルを発展させることです。
１.１ 観察の制約
１.１.１ 大量の特性
Enceladus の形は少し 回転楕円体 （トーマスおよびその他、２００７）から外れます。 それは２５２.１キロの平均半径と１.６０９ｇ／ｃｍ＾３の重量比（ヤコブソンおよびその他、２００６；ラパポートおよびその他、２００７）を － 持ちます。 重量比測定はその内部の作文への重要な手がかりを提供します。 興味深いことに、衛星 Mimas は、サイズで Enceladus に類似している比較のために、ただ１.１５ｇ／ｃｍ＾３- より低い岩 / 氷質量比、あるいはいっそう透過性の構造を示している（ヤコブソンおよびその他、２００６）（あるいは両方とも）だけの重量比を持っています。
最近、 Iess およびその他。 （２０１４）が、区別される世界的な構造を示唆して、０.３３５であるために同じく Enceladus の慣性モーメントを測りました。
１.１.２ 羽毛 － 蒸発散
カッシーニオービターの最も興味をそそる発見は Enceladus の南の極地の変則です。
宇宙船は表面上水ガスによって独占されるプリュームが（Porco およびその他、２００６；スペンサーおよびその他、２００６；ウェイトおよびその他、２００９）を放射していた南極地域の非常に若い特性を検出しました。 羽毛は同じく「タイガーストライプ」として知られている４つの目立つ亀裂から始まると信じられます。 水不安定見積もりは南の極地の地形（SPT）（Tian およびその他、２００７；ハンセンおよびその他、２０１１）の上の羽毛によって、カッシーニの紫外線を映し出しているスペクトルグラフ（UVIS）が２つの星の掩蔽 と太陽の１つの掩蔽を観察したとき、得られました。 すべての３つの掩蔽 で、水 fluxes は類似である決意が強かったです、およそ１５０-２００キログラム － ｓ - １。
得られた類似の不安定測定が 不変性 に必ずしも水不安定を暗示しません（ハーフォードおよびその他、２００７）ということを念頭におくことは重要です。 それが起きたとき、 Enceladus が慎重な流束 が類似であったという事実を説明するかもしれないその動き（Hedman およびその他、２０１３； Nimmo およびその他、２０１４）で類似の軌道の段階にいたとき、すべての３つの 掩蔽 は起こりました。 水不安定の既存の観察はただ最初に近似を命令して正確なだけであって、そして警戒をもって見られるべきです。 にもかかわらず、実行可能なモデルが適切な量で蒸発散の可能性を説明するべきです。
１.１.３ 熱流速 － 表面温度
SPT で検出された表面温度は以前に予想される 日射量 均衡よりずっと高く温度（スペンサーおよびその他、２００６）であるために識別されました。 ４月に
１４、２０１２、カッシーニ宇宙船は、 VIMS 道具を使って非常に高い解決で「Baggdad Sulcus」亀裂を観察して、南極の近い接近飛行を行ないました。
Goguen およびその他。 （２０１３）およそ１９７±２０Ｋと幅の体温で長さの亀裂から得られたスペクトルを熱の排気と解釈しましたの 9m について. 世界的規模で、均衡表面温度は、 70K の周りに、ずっとより低いです。 トラヴィスとシューベルト
（２０１５）が、そうすることになっていて、平らにその地域においての非常に透過性の「雪」の断熱している層が当然すんでの表面温度を観察されたものに押しやることができたことを示唆するそ際立って４が熱伝導率を下げる.
SPT から放射された全体の力を制限するために、人は再度放射された没頭した日光のために、推定受動的な排気の引き算の後に、南極の統合化された熱の排気ガスを考慮に入れなくてはなりません。 スペンサーおよびその他。 （２００６）が５.８±１.９ GW の統合化された SPT 太陽熱以外を見積もりました。 より高い決議観察が２００８年に、１５.８±３.１ GWのより高い熱の流れ見積もり（Howett およびその他、２０１１）を与えました。 スペンサーおよびその他によるいっそう最近の研究。 （２０１３）前の見積もりがそれらの環境から適切にタイガーストライプを解決しなかった、そして SPT からの放射された力がそうであると論じますただおよそ４.７ GW であってください。 これらの結果は、適切にモデルの境界状態を決定することによって、考慮に入れられるべきです。
１.２ Thermo - 身体のプロセス
１.２.１ 潮の加熱
Enceladus のためのたいていの進化モデルがその本質的な長期の寄与のために、潮の加熱に集中します。 潮の加熱の単純なモデルは一般に世界的規模で消散した総熱量（Squyres およびその他、１９８３）に関係しています。 もし衛星が、物理的な libration と同様、取るに足りない obliquity 、軌道の下げ、で同期的なスピン軌道共鳴にあるなら、世界的なエネルギーリリースレートは単純な表現によって与えられます。 そのレートは単に、有効な dimensionless 比率 k2 / Ｑ、 k2 がダイナミックなラブ数とＱ、潮の消散、であるところ要因によって与えられて、物理的エネルギーをゆがめて、そして散らす衛星のキャパシティで衛星について、しかし同じく身体の、そして軌道のパラメータに依存するだけではありません（セクション２.２の eq. ８参照）。 パラメータ k2 は、外部の潮の可能性に対する潮の反応を計測して、本質的に proportionality 係数です。 単純な頑固な同種の天体あるいは液体のような天体に、 k2 の値は浅薄に決定されます。 パラメータ
Ｑは摩擦を通して消散したエネルギー量と関係があります、それで同じくそれは内部相違（Rambaux とカスティリョ - Rogez 、２０１３）に依存します。 いっそう洗練された計算が実行された理由である熱のレートが正確な 分布 についてのインフォメーションに提供しないグローバルなエネルギー消散のための単純な表現。 これらは、しかしながら、複雑で、そして時間がかかります、それで若干の研究がまだシンプルな１Ｄの世界的なエネルギー消散レート（メイヤーと賢明さ、２００８； Lainey およびその他、２０１２）の方が好きです。
特定の関連について Tobie およびその他のアプローチの後に、我々の単純な１Ｄのモデルにロバーツと Nimmo （２００８年）によって発展させられた Enceladus のための３-Ｄ潮の加熱モデルがあります。
（２００５）：（彼・それ）らはコアでの潮の消散がどんなまことしやかな silicate 粘性においてでも取るに足りないことを示します。 ロバーツ（２０１５年）によるいっそう最近の分析はある特定の条件の下でそれが前の研究で、示唆されたように、小さくて完全に取るに足りなくはないかもしれないことを示唆します。
従って、 Enceladus での潮のエネルギーの大部分（しかしすべて）が一様に衛星（バー、２００８）の半径と比較して薄い氷シェルの中で配られるわけではないと想定することは合理的であるかもしれません。 しかしながら、潮の消散は粘性に同じく微妙です、そして氷粘性が大いに温度に依存しますから、表面とマントルのベースの間の粘性における相違はかなりであり得ました（バー、２００８；ハンおよびその他、２０１２）。 これは、順番に、 250K （漢民族と興行師、２０１０）について温度においてピークに達するべき見せられた潮の消散における相違に導きます。 それで、氷のようなマントを着ている同一であるよりむしろ内部である - 増加する潮の消散分配が１Ｄのアプローチでいっそうありそうな近似です。
１.２.２ 対流
氷シェルを着ている対流が、 SPT で観察された若い地質学の機能を引き起こして、内部で消散した熱を表面に輸送するために示唆されました。 いくつかの大いに洗練された３-Ｄ対流モデルが発展させられた（Ｂ - ehounkov ´およびその他、２０１２； Showman およびその他、２０１３； Rozel およびその他、２０１４）、特に順に Enceladus の半球の二分を理解すること. しかしながら、我々の１Ｄのモデルで、我々はバーとマッキノン（２００７年）の計算の後に、氷殻のためのずっとより単純な、 parametrizedな対流モデルを適用します。 トラヴィスとシューベルト（２０１５年）は彼らの longterm シミュレーションで類似の parametrization アプローチを使います；しかしながら、彼らは同じく我々のより異なったモデル仮定を持っていて熱水利用の流れ（コアからの採鉱エネルギー）を考慮します。
１.２.３ 化学的な変化
蛇紋石化作用 反応は、液体水がきれいな（水和していない） silicates に反応するときに起こる exothermic 化学反応です。 蛇紋石化作用 がいくつかの記述（マラマッドと Prialnik 、２０１３）で重要です：最初に、それはかなり岩の密度を変えます；第二に、それは無視できない量の水をそれで量を増す岩によって吸収されさせます；そして最終的に、それは本質的なエネルギー量を生成します。 それで、区別される体に、 水成に異なるコアの密度は水和されないものの密度と比較しておよそ２０％より低いです、そして体全体の無料の水の全体的な量はより少ないです。 serpentinization の活動的な寄与は長い間重要であると思われました：議論が陰険にすべてのモグラのためにそれを示す単純な潜熱が生産しました、発表されたエネルギーは氷のおよそ１１のあざを和らげることが可能です。 それ故体の地方色を与えられた地域での serpentinization からの熱が体（Jewitt およびその他、２００７）全体（で・に）氷融解を引き起こす反応の家出人の可能性があります。 それが必ずしも進行中であってはならないけれども、 Serpentinization が同じく Enceladus 羽毛の上に構成のデータと矛盾しないと認められています（Glein およびその他、２０１５）。
もし 蛇紋石化作用 が起こることを許されるなら、人は同じく岩脱水症の逆のプロセスを考慮しなくてはなりません。 いったん脱水状態であると、ロックはより密度が高くなります、そして水が天体に放し戻されます、他方岩体は同額によって減らされます。 それで脱水症が世界的な構成と構造に反対の影響を与えます。 陰険な脱水のレートは温度の機能です、そして通常高温が必要とされます（例えば、陰険な多モーフィング antigorite （沢井およびその他、２０１３）のための脱水症レートは 675K について下に完全に取るに足りません）。 それで脱水が比較的小さくて、そして冷たいオブジェクトで起こることを予想されません。 現在のモデルで我々 thermo - 身体上の進展での夫妻 serpentinization と脱水症はモデルをします。 いっそう現実的な水にぬれた困難に満ちた作文が単に Serpentine から成り立たないであろうことは指摘されるべきです。
例えば、可能な作文の夫妻が低い穀物密度と残余の porosity で準惑星セレス（ゾロトフ、２００９；カスティリョ - Rogez 、２０１１）に勧められました。
にもかかわらず、カスティリョ - Rogez （２０１１年）の混合で、他の鉱物 hydrates を無視する間に、ただ陰険な脱水だけを設計することは強調が進化に置かれる、そして大いに単純化された鉱物学が採用される我々の事例で正当です。 これは（１）それが混合で最も豊富なコンポーネントです、（２）温度が乱暴に下がるその特有の脱水症は混合で他の構成要素の間であるからです、（３）その正確な温度依存型レートは経験的によく制限されます。
１.２.４ 除去
Enceladus の羽毛活動は強く（ウェイトおよびその他、２００９）、がゆっくりと使い果たしている激しやすいその最も豊富な水を示唆します。 羽毛（キーファーおよびその他、２００６； Nimmo およびその他、２００７；シュミットおよびその他、２００８； Goguen およびその他、２０１３； Porco およびその他、２０１４； Yeoh およびその他、２０１５；タッカーおよびその他、２０１５）を生み出して、そして維持することに対して、いくつかの研究が可能なメカニズムを論じました。 それはどんなに正確な制約を置くことが難しいとしてもこれが人工衛星の生涯を通じて起こったレートです（セクション１.１.２参照）。 現代除去レートが（今まで）１/６から１/５の周りにジル、 Enceladus が失ったに違いない最後の４.６で多かれ少なかれ一定であったと想定することがその最初の量の（１５０から２００キログラムの間の平均の蒸発散レートで － ｓ - それぞれ１）、そしてその最初の水内容の少なくとも３/４.
この可能性は Kargel （２００６）によって以前に論じられました、しかしただ質的に。 作業仮説として、そして単純さのために、我々は蒸発散の同じレートが進化を通じて維持されたと想定します。 ここで育成されたモデルは、適応性がある格子の数のテクニックを実行することによって、水移住に従って、そして衛星の表面と結果として生じている除去においていっそう上回ってむだ話をすることができます。
１.２.５ 自己重力圏によっての Porosity と Compaction
太陽系の典型的な氷で覆われた体がサイズで kilometersized される小さいすい星からサイズで何千キロメートルもである大きい氷のようなオブジェクトまで及びます。 多分、それらがより小さい 微惑星 を増したとき、より大きいものは形成されました。 我々は、小から中のサイズを定められた小惑星（ベアおよびその他、２０１１）の密度と同様、すい星密度（ワイズマンとローリー、２００８）の最新の見積もりを、それらが同様に大いに素通しであったことを意味して、典型的な小さい８つの 微惑星 のものを表すととるかもしれません。 中間の、そして大きい氷で覆われた体がサイズで成長する 微惑星 を集めるとき、付加物後の大量の 多孔性 が小さいすい星あるいは小惑星でほど高くないように、自己重力は毛穴を圧縮するのに十分であるべきです、しかし porosity がまったく排除されるべきではありません。 重力圏によっての selfcompaction のいっそうありそうな効果は、氷衛星 Mimas のために Leliwa - Kopysty ´ nski と Kossacki （２０００）によって実証されるように、 porosity プロフィールが内部に減少するということです。 氷が岩より compaction をいっそう受けやすいですから、これは同じく構成に依存します。 ダーラムおよびその他。
（２００５）低い温度で透過性の氷の compaction の上に実験を行なって、そして主に氷から作られている、中型の氷で覆われた体に、適切な条件の下で、実質的な残余の porosity が残留することを示しました。 Yasui と荒川
（２００９）氷 - silicate 混合に応用される compaction 実験に基づいて、特にもし温度が氷点の下に留まるなら、氷で覆われた、そして岩だらけの材料の混合で構成された直径数百キロまでの体が非常に高い残余の porosity を持つべきであると論じました.
氷衛星のために、一般に示唆される岩 / 氷質量比は通常、ただ最低レベルをもたらす porosity が取るに足りないという仮定の下の重量比から決定されます。 岩 / 氷質量比のいっそう正確な確定がプレッシャーと温度の機能として porosity のラジアル分配を考慮に入れなくてはなりません。
ここで我々は数百キロの半径を持っている素通しの氷で覆われた死体に適したマラマッドと Prialnik （２０１５年）によって記述された国家の方程式を採用します、そしてそれは氷と岩 compaction の最も良い利用可能な経験的な研究に基づいています。
まことしやかな仮定が最初の岩 / 氷質量比に関して、 Mimas と同じ最初の岩 / 氷質量比を採用するはずです。 冷たくて、そして活動していないで、 Mimas は、 serpentinization あるいは蒸発散のような、内部の処理を経験する可能性が高くありません、そしてそれでそのオリジナルの岩 / 氷質量比を保持したことはいっそうありそうです。
１.３ 理論的なモデル
すでに述べたとおり、理論的な研究が他のものから別にある特定のプロセスに焦点を合わせる傾向があります。 例えば、潮の加熱の重要性という条件のもとで、たいていの研究が複雑な対流モデルと結びつけられた複雑な３-Ｄ潮の計算を含む（ロバーツと Nimmo 、２００８； Tobie およびその他、２００８；Ｂ ? ehounkov ´およびその他、２０１０、２０１２で；ハンおよびその他、２０１２）そしてある場合にはつなぎさえされました軌道のモデル（メイヤーと賢明さ、２００８；ロビュションおよびその他、２０１１； Lainey およびその他、２０１２；ショウジおよびその他、２０１４）で. これらは不安定が観察した高温と不均斉の SPT 変則を説明するために主に使われます、それでもなおそれらはそのすべてが重要な長期のプロセスである分化、水除去、 圧縮 と地球化学の反応、を無視します。 より少ない研究が、放射性暖房（シューベルトおよびその他、２００７； Prialnik と Merk 、２００８；マラマッドと Prialnik 、２０１３）によって、そして地球化学の反応（マラマッドと Prialnik 、２０１３）でリリースされた熱によって水移住に焦点を合わせて、早い進展と分化段階に目標を定めます。 これらの研究は潮の消散をエネルギー源として包含しない、そして 圧縮 、あるいは － マラマッドと Prialnik （２０１３年）を例外として － 表面昇華そしていっそう上回ってむだ話をすることも同様であります。 若干の研究がそれ（キーファーおよびその他、２００６； Nimmo およびその他、２００７；シュミットおよびその他、２００８； Goguen およびその他、２０１３）を作り出すことに責任があるが、フルの thermo - 身体上の長期の進展の不可欠な部分としてでないメカニズムが設計する概要への洞察を得るために主に順調な羽毛の結果として水除去を論じました。
いっそう最近のトラヴィスによっての進化モデルだとシューベルト（２０１５年）は、対流を含めて、潮の、そして放射性加熱を結びつけます、しかし自己重力によって地球化学の反応、除去あるいは compaction を考慮しません。 ロバーツ（２０１５） iteratively 夫妻２が、熱の進化を通じて同じ 空隙率 を維持する 未固結な透過性のコアを仮定して、熱の進展のためにコード、潮の消散を計算することに対する１と他を切り離します。
この仕事で我々は違ったアプローチを採用します：我々の目的は、首尾一貫して上に述べた、どんな惑星の周りにでもどんな氷衛星にでも適したすべての異なったプロセスを含んで、包括的な、長期の進化モデルを発展させることです。 このようなモデルは１０の形成の時から衛星の内部構造とそれらの進展に光をあてることが可能でしょう、しかし － （球状に対称の）１つの － Ｄです － それは局地的に制限された現象の細部を説明することができないでしょう。 それはただこのような局地的に制限された、一時的な現象を理解する基礎を提供するだけでしょう。 Enceladus はテストケースとして使用されるでしょう。
ペーパーの残りが次のように整えられます：我々のモデルの詳細は第２節で提供されます。 モデルはここでより大きい詳細で記述される若干の修正で主としてマラマッドと Prialnik （２０１５年）によって引き起こされたより早いモデルに基づいています。 長期の進化モデルの詳細な記述が第３節でされます。 結果は、代わりのモデルと一緒に、第４節で論じられます。
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