Титан - най-голямата луна на Сатурн - е единственото място освен Земята, за което е известно, че има атмосфера и течности под формата на реки, езера и морета на повърхността си. Поради изключително ниската си температура течностите на този извънземен свят се състоят от въглеводороди като метан и етан, а повърхността е изградена от твърд воден лед. Новото изследване, ръководено от планетарни учени от Хавайския университет в Маноа, разкрива, че газът метан може да бъде уловен и в леда, образувайки отделна кора с дебелина до 10 км, която затопля лежащата под нея ледена обвивка и може да обясни богатата на метан атмосфера на Титан.
Изследователският екип, ръководен от научния сътрудник Лорън Шурмейер, в който участват също Гвендолин Брууер, докторант, и Сара Фагентс, заместник-директор и изследовател, в Хавайския институт по геофизика и планетология (HIGP) в Училището по науки и технологии за океаните и Земята (SOEST) на Университета в Маноа, наблюдава в данните на НАСА, че ударните кратери на Титан са със стотици метри по-плитки от очакваното и на тази луна са идентифицирани само 90.
„Това беше много изненадващо, защото въз основа на данните от други луни очакваме да видим много повече ударни кратери на повърхността, както и такива, които са много по-дълбоки от това, което наблюдаваме на Титан“, казва Шурмейер. „Осъзнахме, че нещо уникално за Титан трябва да ги кара да стават по-плитки и да изчезват сравнително бързо.“
За да установят на какво може да се дължи тази загадка, изследователите проверяват с компютърен модел как релефът на Титан би могъл да се отпусне или да отскочи след удара, ако ледената обвивка е покрита със слой изолиращ метанов клатратен лед - вид твърд воден лед с метан, затворен в кристалната структура. Тъй като първоначалната форма на кратерите на Титан не е известна, изследователите моделират и сравняват две вероятни първоначални дълбочини, базирани на кратери, за които се смята, че са се образували наскоро и които са със сходен размер на ледената луна Ганимед (голяма горе-долу колкото Титан).
„Като използвахме този подход за моделиране, успяхме да ограничим дебелината на метаноклатратната кора до пет до десет километра, тъй като симулациите, използващи тази дебелина, произведоха дълбочини на кратерите, които най-добре съответстваха на наблюдаваните кратери“, казва Шурмейер. „Кората от метанов клатрат затопля вътрешността на Титан и предизвиква изненадващо бърза топографска релаксация.“ Вследствие на това кратерите стават все по-плитки със скорост, сходна с тази на бързо движещите се топли ледници на Земята.
Атмосфера, богата на метан
Оценката на дебелината на ледената обвивка от метан е важна, тъй като може да обясни произхода на богатата на метан атмосфера на Титан и да помогне на изследователите да разберат въглеродния цикъл на луната, „хидрологичния цикъл“ на базата на течен метан и променящия се климат.
„Титан е естествена лаборатория за изучаване на това как парниковият газ метан се затопля и циклично преминава през атмосферата“, казва Шурмейер. „Земните метанови клатратни хидрати, които се намират във вечната замръзналост на Сибир и под арктическото морско дъно, в момента се дестабилизират и освобождават метан. Така че изводите от Титан могат да хвърлят повече светлина върху процесите, протичащи на Земята.“
Структурата на Титан
Сега, когато вземем предвид тези нови открития, топографията, наблюдавана на Титан, изглежда логична. А ограничаването на дебелината на ледената кора от метанов клатрат показва, че вътрешността на луната вероятно е топла - не студена, твърда и неактивна, както се смяташе досега.
„Метан-клатратът е по-здрав и по-изолиращ от обикновения воден лед“, казва Шурмейер. „Клатратната кора изолира вътрешността на Титан, прави ледената обвивка много топла и еластична и предполага, че ледената обвивка на Титан е (или някога е била) бавно конвектираща.“
Ако в океана на Титан съществува живот, биомаркерите ще трябва да бъдат пренесени нагоре по ледената обвивка, за да можем да ги достъпим и проучим с помощта на планираните бъдещи мисии, обяснява Шурмейер. „Това е по-вероятно да се случи, ако ледената обвивка на Титан е топла и конвективна.“
С мисията на НАСА Dragonfly до Титан, която е планирана да стартира през юли 2028 г. и да пристигне през 2034 г., изследователите ще имат възможност да направят наблюдения отблизо на тази луна и да проучат допълнително ледената повърхност, включително кратера Селк.
Изследването е публикувано в The Planetary Science Journal.
Източник: EurekAlert
