На Титане всё наоборот: вода превратилась в камень, а газ – в моря

Фото: Getty Images

На Титане вода замерзает при температуре около минус 180 °C настолько сильно, что ведет себя как камень и образует горы, тогда как моря состоят из жидкого метана и этана, а чёрные пляжи покрыты частицами сажи, оседающими из атмосферы. Об этом пишет Space Daily.

Когда радар космического аппарата Cassini просканировал Титан, он передал изображения тёмных гладких участков с чёткими береговыми линиями, похожими на озёра. Учёные подтвердили, что на поверхности спутника Сатурна есть стабильная жидкость. Но это оказалась не вода, а метан и этан, которые при сверхнизких температурах находятся в жидком состоянии.

Титан — крупнейший спутник Сатурна и единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой. По размерам он превосходит Меркурий. Температура на его поверхности составляет примерно минус 179 °C, а атмосферное давление у поверхности примерно в 1,5 раза выше, чем на уровне моря на Земле.

На Земле водяной лёд при обычных температурах относительно мягкий: его можно поцарапать, а под действием солнечного света он постепенно испаряется. На Титане из-за экстремального холода его свойства меняются.

При температуре примерно минус 179 °C кристаллическая структура льда становится более прочной, а его механические свойства приближаются к свойствам земных силикатных пород.

Именно из такого льда состоят горы, скалы и русла рек на Титане. Горы, которые Cassini зафиксировал вблизи экватора спутника, достигают высоты в несколько сотен метров и сохраняют свою форму в течение длительного времени.

Моря из метана и этана

Погодные процессы на Титане напоминают земные: там есть облака, дожди, реки, озёра и моря. Однако вместо воды в этом цикле участвует метан.

Метан испаряется с поверхности, поднимается в атмосферу, образует облака и снова выпадает в виде дождя. На Земле существует круговорот воды, а на Титане — круговорот метана.

Крупнейшие моря расположены вблизи северного полюса. Самое большое из них — море Кракена — имеет площадь около 400 тысяч квадратных километров, что сопоставимо с площадью Каспийского моря. Рядом расположены моря Лигея и Пунга, а также многочисленные более мелкие озера.

NASA подтвердило состав озера Онтарио (Ontario Lacus) с помощью специального прибора. Он обнаружил этан, растворенный в смеси метана и азота. Это стало первым подтвержденным случаем обнаружения стабильной жидкости на поверхности другого небесного тела.

Cassini также зафиксировал слабые колебания поверхности морей, которые учёные связали с возможными волнами, вызванными сезонными ветрами. В ходе многолетних наблюдений аппарат заметил изменения береговых линий: некоторые озера меняли свой облик или могли наполняться после метановых дождей.

Черные пляжи из органических частиц

Пляжи у морей Титана не имеют привычного светлого песка. Они тёмные, местами почти чёрные, поскольку состоят не из силикатных минералов, а из органических частиц.

В атмосфере Титана ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулы метана и азота. Их фрагменты образуют сложные органические соединения — в частности, этан, пропан, бензол, ацетилен и другие вещества, которые учёные объединяют под названием толины.

Именно эти частицы создают оранжевую дымку в атмосфере Титана. Когда они становятся достаточно тяжёлыми, то оседают на поверхность, образуя тёмные дюны вдоль экватора и чёрные побережья у северных морей.

Твёрдый метан может плавать

Исследования показывают, что при определенных условиях куски твёрдого метана могут плавать в метаново-этановых морях Титана. Это возможно, если внутри такого льда остаются пузырьки азота. Однако изменение температуры или соотношения метана и этана может заставить эти образования опуститься на дно.

Учёные предполагают, что моря Титана могут проходить сезонные циклы, во время которых участки твёрдого метана появляются и исчезают.

NASA готовит новую миссию на Титан

Густая атмосфера и низкая гравитация делают Титан одним из самых подходящих крупных миров для посадки космического аппарата. Именно поэтому NASA выбрало его в качестве цели для миссии Dragonfly.

Это будет летательный аппарат с радиоизотопным (ядерным) источником питания, который будет перемещаться между различными участками спутника и исследовать материалы дюн, скал и поверхностных отложений.

Место посадки планируется вблизи кратера Селк. Учёные полагают, что в прошлом, после древнего удара, расплавившего водяной лёд, там могла временно существовать жидкая вода. Она могла смешаться с органическими веществами на поверхности перед повторным замерзанием.

Сочетание жидкой воды, сложных органических молекул и энергии может помочь исследовать процессы, связанные с пребиотической химией — образованием веществ, предшествующих появлению жизни.

Карпова Рада
Журналист AOinform