Таинственные озёра Титана

Во время последнего сближения с крупнейшей луной Сатурна, осуществлённого в 2017 году, космический аппарат Кассини собрал радиолокационные данные, указывающие на то, что небольшие озёра в северном полушарии Титана, расположенные на вершинах холмов, заполнены метаном и удивительно глубокие.

Новые результаты, опубликованные 15 апреля в журнале Nature Astronomy, содержат подтверждение глубин некоторых из озёр Титана (более 100 метров) и их состава. Они дают новую информацию о цикле, существующем на спутнике: как жидкий метан выпадает в виде дождя, испаряется и просачивается в грунт Титана, который является единственным планетным телом в нашей Солнечной системе, помимо Земли, имеющим стабильную жидкость на своей поверхности.

Гидрологический цикл Титана действует аналогично земному, но с одним существенным отличием. На нашей планете вода испаряется из морей и океанов, формируя облака и дожди, а на Титане все это происходит с метаном и этаном.
На Земле эти углеводороды считаются газами, если они не находятся под давлением в резервуаре. Но на Титане настолько холодно, что там они ведут себя как жидкости, подобно бензину при комнатной температуре на нашей планете.

Учёным уже было известно об обширных метановых северных морях, но для них стало неожиданностью обнаружение небольших озёр на севере, заполненных в основном метаном.
Ранее благодаря данным Кассини было измерено Озеро Онтарио (Ontario Lacus), единственное крупное озеро в южном полушарии Титана. Там обнаружена смесь метана и этана приблизительно в равных количествах. Этан немного тяжелее метана, в его составе больше атомов углерода и водорода.

По словам учёного из проекта Кассини Джонатана Лунина из Корнельского университета, странность заключается в том, что гидрология двух сторон северного полушария Титана имеет значительные различия.

"Это как если бы вы посмотрели сверху на Северный полюс Земли и увидели, что Северная Америка имеет совершенно иную геологическую среду для жидкой воды, чем Азия", - сказал Лунин.

На восточной стороне Титана есть крупные моря на низкой высоте, каньоны и острова.
С западной стороны находятся небольшие озёра. Новые измерения показывают, что озёра расположены на вершинах больших холмов и плато.
Радиолокационное зондирование подтверждает более ранние данные о том, что озёра находятся значительно выше уровня моря, при этом создаются новые изображения структур рельефа, таких как мезы или холмы с глубокими жидкими озёрами на вершинах, возвышающиеся над окружающим ландшафтом на сотни футов.

Тот факт, что эти западные озёра небольшие (размером всего десятки километров в поперечнике), но очень глубокие, говорит о том, что они, вероятно, образовались, когда окружающие коренные породы из твёрдых органических веществ и льда химически растворились и разрушились.
На Земле подобные водные озёра называются карстовыми. В Германии, Хорватии, США и других местах они появились в результате растворения известняковых пород под воздействием воды.

Помимо данных об исследовании глубоких озёр, вторая статья в журнале Nature Astronomy содержит информацию о гидрологическом цикле Титана. Учёные использовали данные, полученные Кассини, чтобы выявить так называемые переходные озёра. Различные наборы радиолокационных и инфракрасных наблюдений показывают изменение в них уровня жидкости.

"Лучшим объяснением может быть то, что в резервуарах жидкости на поверхности произошли некоторые сезонные изменения, - объяснила главный автор работы Шеннон Маккензи, планетолог из Лаборатории прикладной физики им. Джона Хопкинса. - Одна из возможностей заключается в том, что эти переходные образования могли быть более мелкими озёрами, которые в течение сезона испарялись и просачивались в недра".

Результаты и выводы относительно глубоких озёр Титана, опубликованные в Nature Astronomy, подтверждают идею о том, что озёра Титана питают углеводородные дожди, затем жидкость испаряется обратно в атмосферу или просачивается в недра, образуя резервуары жидкости под поверхностью.

Космический аппарат Кассини, который прибыл в систему Сатурна в 2004 году и завершил свою миссию в 2017 году, намеренно погрузившись в атмосферу Сатурна, составил карту более 1,6 миллиона квадратных километров жидких озёр и морей на поверхности Титана.
Он работал с использованием радиолокационного инструмента, который излучал радиоволны и принимал ответные сигналы (или эхо), предоставляющие информацию о рельефе местности, глубине и составе жидкостных образований. Кроме того, использовались две системы визуализации, способные "видеть" сквозь густую атмосферу Титана.

Важнейшие данные для нового исследования были собраны при финальном сближении Кассини с Титаном 22 апреля 2017 года. Это была последняя возможность исследовать мелкие озёра на спутнике, и команда учёных попыталась использовать её по максимуму.
Собирать эхо-данные с поверхности небольших озёр во время пролёта аппарата вблизи Титана было уникальной задачей.



Перевод.
Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ jpl/ nasas-cassini-reveals-surprises-with-titans-lakes/



Статья "Титан - крупнейшая луна Сатурна", в которой подробно рассказано о Титане:
http://www.proza.ru/2018/05/21/805.