Modele wskazują, że jeziora na Tytanie to kratery wybuchowe

Wizja artystyczna przedstawiająca jezioro na północnym biegunie Tytana z wypiętrzonymi krawędziami, jakie obserwowała sonda Cassini wokół jeziora Winnipeg Lacus na Tytanie. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Niedawno opublikowane wyniki badań opartych na danych zebranych przez sondę Cassini wskazują nowy scenariusz, który może tłumaczyć dlaczego niektóre wypełnione metanem jeziora na Tytanie otoczone są wysokimi brzegami sięgającymi kilkudziesięciu metrów nad otaczający je krajobraz. Modele wskazują, że to eksplozje ogrzewanego azotu odpowiadają za powstanie basenów w skorupie księżyca.

Tytan jest jedynym obiektem planetarnym w Układzie Słonecznym poza Ziemią, na którego powierzchni znajduje się ciecz w stanie stabilnym. Jednak w przeciwieństwie do Ziemi, gdzie z chmur do jezior i mórz opada woda, na Tytanie to metan i etan, czyli węglowodory, które na Ziemi znamy w postaci gazowej, w formie ciekłej opadają na powierzchnię.

Najciekawsze modele tłumaczące pochodzenie jezior na Tytanie opisują jak ciekły metan rozpuszcza skaliste podłoże lodu i stałych związków organicznych, wycinając zbiorniki, które z czasem wypełniają się cieczą. W taki sposób mógł powstać typ jezior na Tytanie charakteryzujący się ostrymi, wyraźnymi brzegami. Na Ziemi zbiorniki wody powstałe w ten sposób nazywamy jeziorami krasowymi.

Nowe, alternatywne modele dla niektórych mniejszych jezior (o rozmiarach rzędu kilkudziesięciu kilometrów) wywracają jednak tę teorię do góry nogami: według nich kieszenie ciekłego azotu w skorupie Tytana ogrzewały się, zmieniając się w gaz wybuchowy, którego eksplozje prowadziły do powstawania kraterów, które następnie wypełniały się ciekłym metanem. Nowa teoria tłumaczy dlaczego niektóre mniejsze jeziora w pobliżu bieguna północnego Tytana, takie jak Winnipeg Lacus, na zdjęciach radarowych zdają się posiadać bardzo strome krawędzie wynoszące się ponad poziom jeziora – krawędzie, które ciężko wyjaśnić modelem krasowym.

Dane radarowe zostały zebrane przez sondę Cassini w trakcie ostatniego bliskiego przelotu w pobliżu Tytana, gdy sonda przygotowywała się do wlotu w atmosferę Saturna dwa lata temu. Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Giuseppe Mitri z włoskiego G. d’Annunzio University doszła do wniosku, że model krasowy nie może odpowiadać za niektóre jeziora, które dostrzegli na tych zdjęciach.

“Krawędź jest wypiętrzona, a procesy krasowe działają odwrotnie” mówi Mitri. “Nie dostrzegliśmy żadnych cech, które pasowały do basenów krasowych. W rzeczywistości, morfologia kraterów bardziej przypominała kratery wybuchowe, w których krawędzie powstają z materii wyrzuconej z wnętrza krateru. To zupełnie inny proces”.

Artykuł naukowy opublikowany 9 września w periodyku Nature Geoscience, zgadza się z innymi modelami klimatu na Tytanie, które wskazują, że księżyc ten może być teraz ciepły w porównaniu do wcześniejszego okresu historii Tytana.

W ciągu ostatniego 0,5-1 miliarda lat na Tytanie, metan w jego atmosferze działał niczym gaz cieplarniany, ogrzewając jego powierzchnię – wciąż niesamowicie zimną w porównaniu do naszych ziemskich standardów. naukowcy od dawna uważają, że księżyc ten doświadczał okresów ogrzewania i ochładzania, wraz ze spadkami i wzrostami ilości metanu w atmosferze.

W trakcie chłodniejszych okresów, w atmosferze dominował azot, opadając na powierzchnię i przenikając przez lodową skorupę i zbierając się w zbiornikach tuż pod powierzchnią, mówi Jonathan Lunine, naukowiec misji Cassini z Uniwersytetu Cornell Ithaca.

“Jeziora ze stromymi i wypiętrzonymi brzegami mogą być wskaźnikami okresów w historii Tytana, kiedy na powierzchni i w skorupie znajdowały się duże ilości ciekłego azotu” zauważa. Nawet lokalne ogrzewanie mogło zamieniać ciekły azot w gazowy i prowadzić do eksplozji, w której powstawały kratery.

“To zupełnie nowe wyjaśnienie stromych krawędzi otaczających te małe jeziora, a które były dla nas naprawdę trudną zagadką” mówi Linda Spilker, naukowiec projektu Cassini z JPL.

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.