Команда планетарных ученых и геологов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе исследовала влияние метановых дождевых бурь на поверхность Титана. Ученые обнаружили, что экстремальные метановые ливни оставляют следы на ледяной поверхности луны аналогично дождевым бурям, формирующим скалистую поверхность Земли.
Крупнейшая луна Сатурна, Титан — единственное тело за пределами Земли, которое имеет плотную, богатую азотом атмосферу, метановые озера на поверхности и метановые облака в атмосфере. Гидрологический цикл на Титане, когда метан превращается из жидкости в газ и обратно, очень похож на водный цикл на Земле.
Команда ученых и геологов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе провела моделирование дождей на Титане, чтобы определить, как экстремальные погодные явления сформировали его поверхность. Подробные результаты их исследования опубликованы в научном журнале Nature Geoscience.
На Земле интенсивные ливни играют важную роль в геологической эволюции. Во время сильных дождей потоки воды транспортируют осадочные породы в низовья, где они образуют так называемые аллювиальные веера. Во время полета космический аппарат Cassini с помощью радиолокационного прибора нашел доказательства схожих процессов на Титане.
В нижних широтах Титана расположены обширные песчаные дюны, в высоких широтах, особенно вокруг северного полярного региона – метановые озера и моря. Моря — Кракена, Лигеи и Пунги — достигают сотен километров в ширину и до нескольких сотен метров в глубину. Их питают ветвящиеся речные каналы. Есть также много небольших, мелководных озер, которые имеют округлые края и крутые склоны, и, как правило, встречаются в равнинных районах.
Ученые обнаружили, что аллювиальные веера преимущественно расположены между 50 и 80 градусами широты — ближе к центру северного и южного полушарий, но ближе к полюсу, чем к экватору. Компьютерное моделирование гидрологического цикла Титана показало, что, хотя дождь, в основном, накапливается вблизи полюсов – где расположены крупные озера Титана и моря – наиболее интенсивные дождевые бури происходят в широтах около 60 градусов. Это соответствует региону с наибольшей концентрацией аллювиальных вееров и показывает, что осадки на Титане довольно экстремальные и похожи на сезонный муссонный ливень. В наиболее интенсивных метановых бурях в климатической модели ученых выпадало около фута осадков за день, что примерно соответствует уровню осадков во время урагана Харви в Хьюстоне. При этом метановые штормы на Титане происходят довольно редко – реже одного раза за год, который на луне длится 29,5 земных лет. Однако, это чаще, чем ожидали ученые, уверенные, что явление происходит раз в тысячелетие.
В прошлом климатические модели Титана предполагали, что жидкий метан в основном концентрируется ближе к полюсу. Однако ни одно из предыдущих исследований не показало, каким образом осадки могут вызывать перенос и эрозию грунта, и как формируются различия поверхности в разных областях Титана. Последнее исследование предполагает, что региональные изменения поверхностных характеристик могут быть вызваны региональными колебаниями осадков.
Кроме того, данное исследование свидетельствует о том, что Земля и Титан имеют даже больше общего, чем считалось ранее. На Земле контрасты температуры приводят к интенсивным сезонным погодным явлениям. Аналогичным образом, на Титане серьезные колебания температуры и влажности вызывают экстремальную погоду. Когда холодает, более влажный воздух из более высоких широт взаимодействует с более теплым, более сухим воздухом из более низких широт, что приводит к интенсивным ливням. Эти выводы применимы и к другим телам в Солнечной системе, на которых имеются аллювиальные веера, например, к Марсу.
Понимание взаимосвязи между осадками и планетарными поверхностями, по мнению ученых, может дать новое представление о воздействии изменения климата на Землю и другие планеты. Такие знания могли бы помочь смягчить опасные последствия, наблюдаемые на Земле, а в будущем, возможно, даже изменить окружающую среду на других планетах и телах, сделав их более подходящими для жизни людей.
Источник
