Найбільший місяць Сатана, Титан, - загадкове місце; і чим більше ми дізнаємося про це, тим більше сюрпризів, здається, є в магазині. Окрім того, що єдине тіло поза Землею, яке має щільну атмосферу, багату азотом, воно також має на своїй поверхні метанові озера та метанові хмари. Цей гідрологічний цикл, коли метан перетворюється з рідини в газ і знову, дуже схожий на водний цикл тут, на Землі.
Завдяки NASA / ESA Кассіні-ГюйгенМисія, яка завершилася 15 вересня, коли судно врізалося в атмосферу Сатурна, в останні роки ми багато дізналися про цей Місяць. Остання знахідка, яку зробила команда планетарних учених та геологів UCLA, стосується метанових дощових штормів Титана. Незважаючи на те, що є рідкісним явищем, ці дощі можуть, очевидно, стати досить екстремальними.
Дослідження, в якому детально описуються їх результати, під назвою «Регіональні структури екстремальних опадів на титані, що відповідають спостереженому алювіальному розподілу вентиляторів», нещодавно з’явилось у науковому журналі Природа Геосьєнце. Під керівництвом Сон П. Фолк, аспіранта кафедри наук про землю, планети та космос UCLA, команда провела моделювання опадів Титану, щоб визначити, як екстремальні погодні події сформували поверхню Місяця.
Вони виявили, що екстремальні метанові дощі можуть відбивати крижану поверхню Місяця приблизно так само, як екстремальні дощі формують скелясту поверхню Землі. На Землі інтенсивні дощі грають важливу роль у геологічній еволюції. Коли кількість опадів досить сильна, бурі можуть спричинити великі потоки води, які транспортують осад у низькі угіддя, де вони утворюють конусоподібні риси, відомі як наносні вентилятори.
Під час своєї місії Кассіні Орбітай знайшов докази подібних особливостей на "Титані", використовуючи його радіолокаційний прилад, який припускав, що на поверхню "Титану" можуть впливати сильні опади. Хоча ці шанувальники є новим відкриттям, вчені вивчають поверхню Титану з тих пір, як Кассіні вперше дійшов до системи Сатурна в 2006 році. У той час вони відзначили кілька цікавих особливостей.
Сюди входили величезні піщані дюни, що панують на нижніх широтах Титану, а також метанні озера та моря, які панують у його вищих широтах - особливо навколо північного полярного регіону. Мори - Кракен-Маре, Лігея-Маре та Пунга-Кобила - вимірюють сотні км по всій глибині і до декількох сотень метрів і живляться гіллястими річковими каналами. Є також багато менших, дрібніших озер, які мають закруглені краї та круті стіни, і зазвичай зустрічаються на плоских ділянках.
У цьому випадку вчені UCLA встановили, що алювіальні вентилятори розташовані переважно між шириною від 50 до 80 градусів. Це ставить їх близько до центру північної та південної півкуль, хоча трохи ближче до полюсів, ніж до екватора. Щоб перевірити, як власні дощі Титану можуть спричинити ці особливості, команда UCLA спиралася на комп’ютерне моделювання гідрологічного циклу Титану.
Вони виявили, що в той час, як дощі в основному накопичуються біля полюсів - там, де розташовані основні озера та моря Титану, - найінтенсивніші дощі бувають близько 60 градусів широти. Це відповідає тому регіону, де найбільш сильно зосереджені алувіальні вентилятори, і це вказує на те, що коли на "Титані" спостерігаються опади, він досить екстремальний - як сезонний мусоноподібний злив.
Як зазначав Джонатан Мітчелл - доцент UCLA з планетарних наук та старший автор дослідження, це не відрізняється від деяких екстремальних погодних явищ, які нещодавно переживали тут, на Землі. "Найінтенсивніші метанні бурі в нашій кліматичній моделі скидають щонайменше фут дощу в день, що наближається до того, що ми бачили в Х'юстоні від урагану Гарві цього літа", - сказав він.
Команда також встановила, що на Титані метанові дощі бувають досить рідко, вони трапляються рідше одного разу на рік на Титані - що працює до 29 з половиною земних років. Але за словами Мітчелла, який також є головним дослідником дослідницької групи «Титан» щодо моделювання клімату UCLA, це частіше, ніж вони очікували. "Я б подумав, що це будуть події тисячоліття, якби навіть це", - сказав він. «Тож це несподіванка».
У минулому кліматичні моделі Титану припускали, що рідкий метан, як правило, концентрується ближче до полюсів. Але жодне попереднє дослідження не досліджувало, як опади можуть спричинити транспорт осаду та ерозію, або не показало, як це пояснюватиме різні особливості, що спостерігаються на поверхні. В результаті цього дослідження також передбачає, що регіональні зміни характеристик поверхні можуть бути викликані регіональними коливаннями опадів.
Крім цього, це дослідження є свідченням того, що Земля і Титан мають ще більше спільного, ніж вважалося раніше. На Землі контрасти температури - це те, що призводить до інтенсивних сезонних погодних явищ. У Північній Америці смерчі трапляються протягом ранньої та пізньої весни, в той час як хуртовини бувають взимку. Тим часом перепади температур в Атлантичному океані - це те, що призводить до ураганів, що утворюються між літом і осінню.
Так само виявляється, що на Титані серйозні перепади температури та вологи є тим, що викликає екстремальну погоду. Коли прохолодніше, більш вологе повітря з високих широт взаємодіє з теплішим, більш сухим повітрям з нижніх широт, виникають сильні дощі. Ці висновки також важливі, якщо мова йде про інші тіла нашої Сонячної системи, які мають на собі алювіальні вентилятори - наприклад, Марс.
Зрештою, розуміння взаємозв'язку опадів і планетних поверхонь може призвести до нових уявлень про вплив кліматичних змін на Землю та інші планети. Такі знання також пройдуть довгий шлях до того, щоб допомогти нам пом’якшити наслідки, які вона має тут, на Землі, де зміни є неприродними, але також раптовими та дуже небезпечними.
А хто знає? Колись це може навіть допомогти нам змінити навколишнє середовище на інших планетах і тілах, тим самим зробивши їх більш придатними для довготривалого заселення людини (ака. Тераформінг)!
