Tutkijat löytävät uusia yllätyksiä Titanin järvistä

Pyöreä planeetta, enimmäkseen vihreä, ja hajallaan keltainen ja oranssi täplä kohti yläosaa.

Cassinin ottama infrapunakuva Titanin pohjoisella pallonpuoliskolla olevista meristä ja järvistä vuonna 2014. Auringonvalo näkyy loistavan Titanin suurimman meren eteläosassa,Kraken Mare. Kuva NASA: n/JPL-Caltechin/Arizonan yliopiston/Idahon yliopiston kautta.

Saturnuksen suurin kuuTitanon aurinkokuntamme ainoa maailma maapallon lisäksi, jonka pinnalla tiedetään olevan nestekappaleita. Tiedemiehet ilmoittivatlopullisia todisteitaheille vuonna 2007 NASAn tietojen perusteellaCassiniavaruusalus. Suuret tunnetaan nimelläMaria(meret) ja pienethyvää joulua(järvet). Nyt tiedetään, että Titanhydrologinen syklion yllättävän samanlainen kuin Maan, yhdellä suurella poikkeuksella: Titanin neste onnestemäistä metaania/etaaniaveden sijasta äärimmäisen kylmän vuoksi. Erityisesti kuun pohjoisella pallonpuoliskolla on kymmeniä pienempiä järviä sen navan lähellä, ja nyt tiedemiehet ovat havainneet, että ne ovat yllättävän syviä ja istuvat kukkuloiden ja mesien huipulla. Nämä havainnot ovat peräisin tiedoista, jotka on kerätty Titanin viimeisen lennon aikana Cassini -operaation aikana, joka päättyi vuonna 2017.

Uusivertaisarvioituhavainnot olivatjulkaistu15. huhtikuuta 2019 lehdessäLuonnontutkimus.

Tiedemiehet olivat ajatelleet, että järvet olisivat melkein samanlainen metaanin ja etaanin seos, kuten suuret meret. Tämä koskee eteläisen pallonpuoliskon yhtä suurta järveäOntario -järvi. Yllätyksekseen he kuitenkin havaitsivat, että pohjoisen pallonpuoliskon järvet koostuvat lähes kokonaan metaanista. PääkirjailijanaMarco Mastrogiuseppe, Cassini -tutkatutkija Caltechissa, selitti:

Joka kerta kun teemme löytöjä Titanilla, Titanista tulee yhä salaperäisempi. Mutta nämä uudet mittaukset auttavat vastaamaan muutamaan keskeiseen kysymykseen. Voimme itse asiassa nyt ymmärtää paremmin Titanin hydrologiaa.

Keltainen pinta, pituus- ja leveysviivat, suuret syvän siniset epäsäännölliset laikut.

Kartta Titanan meristä ja järvistä pohjoisella pallonpuoliskolla. Kuva JPL-Caltechin/NASA: n/ASI: n/USGS: n kautta.

Mutta vaikka joihinkin kysymyksiin saatetaan vastata, esitetään myös muita uusia. Miksi ero pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon järvien välillä? Myös pohjoisen pallonpuoliskon toisella puolella oleva hydrologia näyttää olevan hyvin erilainen kuin toisella puolella. Miksi? Itäpuolelta löydät suurempia merenpinnan korkeuksia, kanjoneita ja saaria. Mutta länsipuolella hallitsevat pienemmät järvet, jotka sijaitsevat kukkuloiden ja mesojen päällä. Jotkut näistä järvistä ovat yli 100 metriä syviä, mikä on yllätys niiden pienen koon vuoksi. Kuten Cassinin tiedemies ja toinen kirjoittaja totesiJonathan LunineCornellin yliopistosta:



Aivan kuin katsoisit alaspäin maan pohjoisnavalle ja voisit nähdä, että Pohjois -Amerikassa oli täysin erilaiset geologiset olosuhteet nestekappaleille kuin Aasiassa.

Pyöreä kallionpuoleinen uima-allas, jossa on vihreää vettä maan päällä.

Pyhä Cenote (Pyhä Cenote) lähellä Chichen Itzaa, joka on yksi Yucatánin tunnetuimmista karstijärvistä. Karstjärvien uskotaan olevan samanlaisia ​​kuin Titanin syvät metaanijärvet. Kuva kauttaEmil Kehnel/Wikipedia/CC BY 3.0.

Tulokset osoittavat, kuinka Titanin vieras mutta maallinen maisema on jopa epätavallisempi kuin aluksi luultiin. Niissä on hyvin syviä järviä, jotka istuvat korkeiden mesojen tai tasankojen päällä, mikä viittaa siihen, että ne muodostuivat, kun ympäröivä kallioperä jäätä ja kiinteitä orgaanisia aineita liukeni ja romahti. Nämä Titan -järvet muistuttavatkarstjärvetmaapallolla, joka muodostuu, kun maanalaiset luolat romahtavat. Maallisissa vastineissa vesi kuitenkin liuottaa kalkkikiveä, kipsiä taidolomiittirock.

Tämä on loistava esimerkki siitä, kuinka - kuten hydrologinen kierto - Titanin geologiset prosessit voivat myös jäljitellä maapallon prosesseja, mutta olla samalla ainutlaatuisia titanialaisia. Titan, monella tapaanäyttääpaljon kuin maapallo, mutta taustalla olevat mekanismit ja materiaalien koostumus ovat pohjimmiltaan erilaisia ​​tässä maailmassa paljon kylmemmässä ulkoisessa aurinkokunnassa.

Cassini havaitsi myös toisenlaisen järven Titanilla. Tutka- ja infrapunatiedot paljastivat ohimeneviä järviä, joissa nesteiden määrä vaihtelee merkittävästi. Nämä tulokset on julkaistuerillisessä paperissasisäänLuonnontutkimus. MukaanShannon MacKenzie, planeetatieteilijä Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriossa, nämä muutokset voivat olla kausiluonteisia:

Yksi mahdollisuus on, että nämä ohimenevät piirteet olisivat voineet olla matalampia nestekappaleita, jotka kauden aikana haihtuivat ja tunkeutuivat maanpintaan.

Kaksi paneelia, sama alue, järviä, mutta ei toista.

Cassinin kuvia, joissa näkyy uusia pieniä järviäArrakis PlanitiaTällaiset järvet näyttävät olevan ohimeneviä, ja nesteet täyttävät järvet ennen kuin ne haihtuvat tai imeytyvät jälleen maahan. Kuva NASA/JPL/Space Science Institute.

Kaiken kaikkiaan sekä syvien järvien että ohimenevien järvien tulokset tukevat skenaariota, jossa metaani/etaanisade ruokkii järviä, jotka sitten haihtuvat takaisin ilmakehään tai valuvat maanpintaan jättäen nestesäiliöitä pinnan alle. Se on täydellinen hydrologinen sykli, mutta maapallon kylmemmässä ympäristössä metaani ja etaani voivat olla nestemäisiä ja vesi on kivikovaa jäätä.

Järvien ja merien läsnäolo Titanilla tuo esiin toisen kysymyksen. Mahtaako siellä olla mitään elämänmuotoa? Jotkut tutkijat ajattelevattodellakin voisi ollaainakin mikroskooppiset organismit, huolimatta maan ankarista olosuhteista, jotka käyttävät nestemäistä metaania/etaania samalla tavalla kuin elämä täällä käyttää vettä. Tällaista elämää olisi kehitettävä, jotta se olisi olemassa olosuhteissa, toisin kuin mikään muu maapallolla, mutta se on kiehtova mahdollisuus.

Bottom line: Cassini -avaruusaluksen (jonka tehtävä päättyi vuonna 2017) keräämät tiedot Titanan järvistä paljastavat edelleen oivalluksia hydrologisesta kiertokierrosta, joka on jollain tavalla huomattavan samanlainen kuin Maan, mutta toisaalta selvästi vieras. Uusi havainto on, että Titanin pohjoisnavan lähellä olevat järvet ovat yllättävän syviä ja istuvat kukkuloiden ja mesien huipulla.

Lähde: Titanin syvät ja metaanipitoiset järvet

Lähde: Titanin järvialueen kausiluonteiset pintamuutokset

Jet Propulsion Laboratoryn kautta