Jezioro Tytana
Koncepcja artystyczna jeziora na północnym biegunie księżyca Saturna, Tytanie, ilustrujące podniesione krawędzie i cechy wału, widziane przez sondę NASA Cassini wokół Winnipeg Lacus. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Korzystając z danych sondy NASA Cassini, niedawno opublikowane badania przedstawiają nowy scenariusz wyjaśniający, dlaczego niektóre wypełnione metanem jeziora na księżycu Saturna – Tytanie – są otoczone wysokimi, stromymi krawędziami. Modele sugerują, że wybuchy ocieplającego się azotu stworzyły kratery w skorupie księżyca.

Tytan jest jedynym ciałem planetarnym w naszym Układzie Słonecznym innym niż Ziemia, o którym wiadomo, że ma stabilną ciecz na swojej powierzchni. Ale zamiast wody spadającej z chmur i wypełniającej jeziora i morza jak na Ziemi, na Tytanie jest metan i etan – węglowodory, które uważamy za gazy, ale zachowują się jak ciecze w mroźnym klimacie Tytana.

Większość istniejących modeli na temat pochodzenia jezior Tytana, opiera się na ciekłym metanie, który rozpuszcza skaliste podłoże lodu i stałe związki organiczne, rzeźbiąc zbiorniki wypełnione cieczą. Może to być początek jeziora na Tytanie, które ma ostre granice. Na Ziemi zbiorniki wodne, które powstały podobnie poprzez rozpuszczenie otaczającego wapienia, są znane jako jeziora krasowe.

Nowe, alternatywne modele dla niektórych mniejszych jezior przewracają tę teorię do góry nogami. Według nowej teorii kieszenie ciekłego azotu w skorupie Tytana ogrzewały się, przekształcając się w wybuchowy gaz, którego eksplozje prowadziły do powstawania kraterów, które następnie wypełniały się ciekłym metanem. To wyjaśnia, dlaczego niektóre mniejsze jeziora w pobliżu bieguna północnego Tytana, takie jak Winnipeg Lacus, pojawiają się w obrazach radarowych z bardzo stromymi krawędziami górującymi nad poziomem morza – trudne do wytłumaczenia za pomocą modelu krasowego.

Dane radarowe zostały zebrane przez sondę Cassini podczas ostatniego bliskiego przelotu Tytana, gdy statek kosmiczny przygotował się do ostatecznego zanurzenia w atmosferze Saturna dwa lata temu. Międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem Giuseppe Mitri z włoskiego Uniwersytetu G. d’Annunzio przekonał się, że model krasowy nie zgadza się z tym, co zobaczyli na tych nowych zdjęciach.

„Krawędź jest wypiętrzona w górę, a proces krasowy działa w odwrotny sposób. Nie znaleźliśmy żadnego wyjaśnienia, które pasowałoby do krasowej niecki jeziora. W rzeczywistości morfologia była bardziej spójna z kraterem wybuchowym, w którym krawędź jest utworzona przez wyrzucony materiał z wnętrza krateru. To zupełnie inny proces.”

– powiedział Giuseppe Mitri.

Praca, opublikowana 9 września w Nature Geosciences, łączy się z innymi modelami klimatycznymi Tytana pokazującymi, że obecnie księżyc może być ciepły w porównaniu do tego, jak to było we wcześniejszych „epokach lodowcowych” Tytana. W ciągu ostatnich pół miliarda lub miliardów lat na Tytanie metan w jego atmosferze działał jak gaz cieplarniany, utrzymując Księżyc względnie ciepły – chociaż nadal zimny jak na standardy Ziemi. Naukowcy od dawna wierzyli, że księżyc przeszedł epoki chłodzenia i ocieplenia, ponieważ ilość metanu zmniejsza się w wyniku chemii słonecznej, a następnie jest z powrotem uzupełniana.

W chłodniejszych okresach w atmosferze dominował azot, opadając na powierzchnię i przenikając przez lodową skorupę i zbierając się w zbiornikach tuż pod powierzchnią. Te jeziora o stromych brzegach, wałach i podniesionych brzegach byłyby znakiem okresów w historii Tytana, gdy na powierzchni i w skorupie był ciekły azot. Nawet miejscowe ocieplenie wystarczyłoby, aby przekształcić ciekły azot w parę, sprawić, że gaz szybko się rozszerzy i doprowadzi do eksplozji oraz powstania krateru.

„To zupełnie inne wytłumaczenie stromych krawędzi wokół małych jezior, co było ogromną łamigłówką. W miarę jak naukowcy nadal wydobywają skarbnicę danych Cassini, będziemy składać coraz więcej elementów układanki. W ciągu następnych dziesięcioleci będziemy coraz lepiej rozumieć system Saturna”.

– powiedziała Linda Spilker z JPL, naukowiec z Cassini Project.

Więcej o Tytanie przeczytacie w innych naszych artykułach: