Zdjęcie Tytana na tle Saturna wykonane przez sondę Cassini w 2012 roku. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SSI

W przeciwieństwie do jezior na Ziemi wypełnionych wodą, jeziora na Tytanie, jednym z księżyców Saturna, składające się z metanu, etanu i azotu, doświadczają stratyfikacji. Chemiczne reakcje zachodzące między cieczami na powierzchni a atmosferą sprawiają, że w zależności od głębokości, każda warstwa wygląda nieco inaczej.

Do stratyfikacji dochodzi gdy różne części jeziora charakteryzują się różnymi gęstościami, przez co rzadsze warstwy wynoszą się nad gęstsze. Na Ziemi, jeziora znajdujące się w klimacie umiarkowanym często składają się z różnych warstw latem, gdy Słońce ogrzewa powierzchnię jeziora sprawiając, że gęstość warstw powierzchniowych spada. W ten sposób powstaje warstwa ciepłej wody, która dosłownie pływa na chłodniejszej wodzie znajdującej się pod spodem. Do takiego samego rozwarstwienia dochodzi także na Tytanie, jednak tam dzieje się to ze względu na ilość azotu z atmosfery, który ciecz na powierzchni jezior może rozpuścić.

Jeziora na Tytanie to naprawdę dynamiczne miejsca, w których zachodzi wiele złożonych procesów fizycznych. Dzielą się one na warstwy, mieszają się, a nawet być może dochodzi w nich do erupcji –

– mówi Steckloff, główny autor artykułu opublikowanego w The Planetary Science Journal.

Z uwagi na to, że ciekły metan jest rzadszy od ciekłego etanu, od dawna badacze zakładali, że metan na Tytanie unosi się na ciekłym etanie. Niemniej jednak gdy uwzględni się bezpośrednią bliskość metanu i atmosferycznego azotu, metan może rozpuścić wystarczająco dużo azotu w niskiej temperaturze, że staje się on gęstszy od etanu.

Steckloff wraz ze swoim zespołem badawczym uświadomił sobie, że takie zachowanie może prowadzić do stratyfikacji jezior w temperaturach zaledwie kilka stopni niższych od tego co zazwyczaj obserwuje się na Tytanie.

Skupiliśmy się na małych, płytkich jeziorach, które wypełniają się podczas opadów deszczu na Tytanie i okazało się, że gdy temperatura jest niska, odparowywanie metanu z powierzchni może usuwać rozpuszczony azot, który jest ciężki, przez co warstwa bogata w etan wypływa na powierzchnię warstwy bogatej w metan

– dodaje Steckloff.

Pomimo wyjątkowo niskiej temperatury panującej na powierzchni Tytana (-183 st. Celsjusza), fakt, że padają tam deszcze i istnieją jeziora sprawia, że bardzo często porównuje się go do Ziemi.

Ziemia jest planetą najbardziej przypominającą Tytana. Tak samo jak Tytan, Ziemia posiada dynamiczne jeziora. Na obu globach zachodzą podobne procesy fizyczne, co wyraźnie wskazuje, że złożone zachowanie cieczy wypełniających jeziora mogą być kontrolowane przez kilka prostych zasad

– dodaje.

Źródło: Phys.org

By Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Redaktor w Spider's Web.