Озёра из жидкого метана на поверхности Титана, спутника Сатурна, имеют значительную глубину и играют важную роль в гидрологическом цикле этого небесного тела. Об этом говорится в двух новых научных работах, опубликованных в издании Nature Astronomy. Оба исследования использовали данные, полученные станцией Cassini во время последнего близкого пролёта мимо Титана 22 апреля 2017 года.
За всё время изучения Титана с 2004 по 2017 год при помощи бортового радара Cassini были нанесены на карту более 1,6 миллиона квадратных километров поверхности озёр и морей Титана. Удалось получить очень важные данные о геологическом составе спутника, а также о содержимом и глубине метановых озёр.
Наблюдения, проведённые в 2017 году, показали, что небольшие озёра в северном полушарии Титана в среднем имеют примерно на 100 метров большую глубину, чем считалось ранее. Также выяснилось, что небольшие озёра на Титане также заполнены метаном, как и их более крупные «собратья». Это оказалось неожиданной находкой. Эти небольшие, хотя не менее глубокие, озёра, вероятно, образовались, когда окружающая их подстилающая поверхность из водяного льда и органических соединений провалилась вглубь. На Земле есть похожий тип водоёмов – это карстовые озёра.
На Титане, как и на Земле, существует гидрологический цикл. Отличие в том, что жидкость на Титане – это углеводороды – метан и этан, – а не вода, как на нашей планете. Они находятся в жидком состоянии в условиях крайне низких температур на поверхности (– 179°C).
На Земле вода испаряется из океанов, образуя облака, а затем выпадает обратно на поверхность в виде дождя. Такой же круговорот происходит и на Титане. Хотя как этан, так и метан относятся к углеводородам, этан содержит более высокое количество атомов углерода и водорода, чем метан, поэтому тяжелее последнего.
До того, как Cassini исследовал Титан с пролётной траектории в конце своей миссии, он собрал данные об озере Онтарио (Ontario Lacus). Это единственное озере в южном полушарии спутника. Оказалось, что оно состоит из метана и этана.
Земля и Титан – единственные тела Солнечной системы, на поверхности которых есть вещество в жидком состоянии. При этом есть несколько ледяных спутников – спутник Юпитера Европа, спутник Сатурна Энцелад, а также карликовые планеты Церера и Плутон, под поверхностью которых может существовать океан жидкой воды.
«Чем больше мы изучаем Титан, тем более таинственным он становится. Однако эти новые данные помогают нам ответить на несколько ключевых вопросов. Теперь мы лучше представляем себе гидрологию Титана», – объясняет специалист миссии Cassini по радарной системе Марко Мастроджузеппе (Marco Mastrogiuseppe) из Калифорнийского технологического института (Caltech).
Благодаря Cassini удалось узнать не только то, что небольшие озёра Титана имеют неожиданно большую глубину, но также и то, что гидрология восточной и западной половин северного полушария спутника совершенно непохожа друг на друга. В восточной части северного полушария находятся крупные озёра на небольшой высоте, а на западной – небольшие на значительных высотах, например, на вершинах холмов и плато. Эти нагорья, подобно плоскогорьям Аризоны, возвышаются на десятки метров над поверхностью.
Во второй научной работе описывается исследование так называемых временных озёр, которые, судя по наблюдениям, то появляются, то исчезают, а затем снова появляются со сменой времён года на Титане. Cassini вёл наблюдения за этими изменениями в инфракрасном диапазоне и с помощью радара, благодаря чему учёные получили более полное представление о гидрологическом цикле на Титане.
Полученные данные позволили учёным предположить, что глубокие озёра и моря Титана пополняются углеводородным дождём. Со временем часть углеводородов испаряется из озёр в атмосферу Титана, а также, возможно, попадает в подповерхностный слой. Если это так, то на Титане должны существовать подповерхностные озёра.
«Феномен временных озёр может объясняться тем, что изначально это могли быть мелкие водоёмы, которые испарялись в течение целого сезона, а также просачивались под поверхность», – объясняет Шэннон Маккензи (Shannon McKenzie) из лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса.
Источник: spaceflightinsider.com
Перевод: Dmitry Blackfield