Езерата на Титан: метанови и етанови морета на луната на Сатурн

Езерата на Титан — метанови и етанови морета на луната на Сатурн. Открития от Касини, драматични пейзажи и тайни за възможен извънземен климат.

Езерата на Титан, луна на Сатурн, са запълнени предимно с течни въглеводороди — главно метан и етан. Те бяха категорично потвърдени от мисията "Касини-Хюйгенс", която предостави множество радарни, инфрачервени и визуални наблюдения и доказа, че Титан е първото и досега единствено известно тяло (освен Земята) с устойчиви течности на повърхността си.

Открития и установяване на наличието на течности

Идеята, че на Титан може да има морета от течен метан се появи още след данните от Вояджър 1 и Вояджър 2, които показаха, че луната има гъста атмосфера и условия, благоприятни за наличие на течности. По-точни индикации дойдоха през 1995 г. от наблюдения с телескопа Хъбъл и други телескопи, при които бяха регистрирани тъмни области и признаци за повърхностни въглеводороди.

Когато мисията Касини пристигна в системата на Сатурн през 2004 г., началните опити да се намерят ясно видими отражения на слънчева светлина от течни повърхности не дадоха резултат — отразяващите области не бяха очевидни в първите изображения. По-късно, при допълнителни наблюдения с радар и инфрачервени инструменти, бяха открити обширни гладки тъмни области в близост до полюсите, които притежават характеристики на течни басейни.

Първите конкретни езера и радарни доказателства

Първото ясно идентифицирано езеро беше Ontario Lacus в южното полукълбо — голяма тъмна област, свързана със засилена облачност в района и вероятно създадена от валежи. По-късно радарни изображения в близост до северния полюс разкриха няколко големи гладки басейна и възможни брегови линии. На базата на тези данни през януари 2007 г. екипът на "Касини-Хюйгенс" обяви окончателни доказателства за езера, пълни с метан и/или етан — първите потвърдени езера извън Земята. В някои долини се виждат и речни долини и канали, подсказващи ерозионна активност при по-повърхностни валежи.

Инструментални наблюдения и химичен състав

Прелитанията и снимките с радар и инфрачервени спектрометри на "Касини" и на сондата Хюйгенс дадоха възможност за анализ на повърхността и откриване на течности. При прелитането през февруари 2007 г. бяха заснети големи площи в близост до северния полюс, включително басейн с площ над 100 000 km² (по-голям от езерото Супериор) и други области с размери, сравними с Каспийско море. Видимият и инфрачервеният картографски спектрометър на "Касини" потвърди наличието и на течен етан в поне едно от южните езера.

Данните показват, че течностите на Титан са предимно метан и етан, понякога с разтворен азот и други органични съединения. Това съставяне обяснява ниската температура при която тези вещества остават течни на повърхността на Титан (приблизително −179 °C до −294 °C за чист метан/етан при местни условия).

Повърхностни измервания и геология

Част от сондата Хюйгенс кацна на повърхността на Титан на 14 януари 2005 г. — в екваториален регион, а не в полярните басейни. Там не бяха открити открити водни езера; снимките, направени по време на спускането и след кацането, показаха реки и пресъхнали речни корита, както и повърхност, покрита с камъчета и пясъчни дюни. Първоначалните тъмни полета близо до кацателната площадка се оказаха твърда повърхност, не течност. Уред, наричан пенетрометър, измери механичните свойства при кацането и откри поведение, което може да укаже на наличие на влажни или лепкави слоеве на много малка дълбочина; алтернативно, този инструмент може да е попаднал върху камък. Повърхностните валчета и закръглените камъчета подсказват, че в миналото е имало ерозионни процеси свързани с течности.

Разпределение, размери и динамика

Езерните системи на Титан са концентрирани главно в полярните области, със значително по-голям брой и по-широки басейни в северното полукълбо — факт, свързан с сезоналните и климатични условия на Титан. Общото покритие на езера и морета е относително малко — оценявано на около 0,002–0,02 % от повърхността — но обемът на складираните въглеводороди е голям.

На 13 февруари 2008 г. учени съобщиха, че полярните езера може да съдържат "стотици пъти повече природен газ и други въглеводороди, отколкото целият известен природен газ на Земята". Тези оценки са базирани на обемните оценки на езерните басейни и предполагаемата концентрация на въглеводороди в тях.

Наблюденията на "Касини" показаха и че повърхностните огледални отражения (specular reflections) и вълновата активност по езерата са слабо изразени — вълничките са малки и рядко наблюдавани, което говори за относително спокойни водни повърхности и/или много висока плътност/вискозитет на течността при местните температури. Влажността и облачността от метан в близост до повърхността могат да са индикатори за локално изпарение и кондензация — част от цикъл на метан, аналогичен на водния цикъл на Земята.

Сезонност и климатична роля

На Титан има сезонни промени, свързани със сатурновата година; модели и наблюдения предполагат, че течността се преразпределя между екватора и полюсите чрез изпарение, пренасяне в атмосферата и валежи — процес, който формира облаци и дъжд от метан и етан. Тези цикли правят Титан важен обект за изучаване на екзотична метеорологията и атмосферна динамика.

Значение за науката и бъдещи мисии

Откриването на течни въглеводороди на Титан отваря възможности за изучаване на органични химични процеси при ниски температури и за проучване на предварителни стъпки към по-сложна химия, която би могла да има значение за произхода на живота. Поради това Титан е основна цел за бъдещи изследователски мисии — включително идеи за поплавателни платформи и станции в моретата, както и за многоплатформени мисии като роторкрафта и други кацателни апарати.

Предвижданията за облаците и атмосферните движения на Титан сочат, че през една сатурнова година течността (метан/етан) в атмосферата и на повърхността се преразпределя между екватора и полюсите, пада като дъжд и оформя релефа — което прави Титан динамичен и перспективен обект за продължаващи и бъдещи изследвания.

Имена на титанични езера и морета

Титановите марии (големи въглеводородни морета) са кръстени на морските чудовища на Земята.

Име	Географска ширина	Дължина	Диаметър (km)	Източник на името
Kraken Mare	68.0N	310.0W	1,170.0	Кракен, скандинавско морско чудовище.
Ligeia Mare	79.0N	248.0W	500.0	Лигея, една от сирените, гръцки чудовища

Смята се, че областите с име Lacus са метанови езера. Те са кръстени на езера на Земята.

Име	Географска ширина	Дължина	Диаметър (km)	Източник на името
Abaya Lacus	73.17N	45.55W	65.0	Езерото Абая, Етиопия
Bolsena Lacus	75.75N	10.28W	101.0	Езерото Болсена, Италия
Feia Lacus	73.7N	64.41W	47.0	Езерото Фейа, Бразилия
Koitere Lacus	79.4N	36.14W	68.0	Койтере, Финландия
Mackay Lacus	78.32N	97.53W	180.0	Езерото Маккей, Австралия
Mývatn Lacus	78.19N	135.28W	55.0	Миватн, Исландия
Neagh Lacus	81.11N	32.16W	98.0	Лаф Ниг, Северна Ирландия
Oneida Lacus	76.14N	131.83W	51.0	Езерото Онейда, САЩ
Онтарио Лакус	72.0S	183.0W	235.0	Езерото Онтарио, на границата между Канада и САЩ.
Sotonera Lacus	76.75N	17.49W	63.0	Езерото Сотонера, Испания
Врабче Lacus	84.3N	64.7W	81.4	Врабчово езеро, Канада
Waikare Lacus	81.6N	126.0W	52.5	Езерото Уайкаре, Нова Зеландия

Метанови езера на Титан: Радарно изображение на Касини, 2006 г.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява космическата сонда Касини-Хюйгенс?

Въпрос: Как се наричат по-големите езера на Титан?

В: Как учените за първи път предположиха, че на Титан има морета от течен метан?

Въпрос: Кога мисията "Касини" доказа, че на Титан има течни езера?

Въпрос: Какви химикали са открити в полярните езера на Титан?

В: Колко вода покрива повърхността на Титан?

В: Какво според учените може да има в близост до центъра на Титан въз основа на данните, събрани от мястото на кацане на сондата Хюйгенс-Касини?

Търсене по буква