الفلك

البحر الجوفي في تيتان (قمر زحل) ، الماء أم الهيدروكربونات؟

البحر الجوفي في تيتان (قمر زحل) ، الماء أم الهيدروكربونات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هو البحر الجوفي على تيتان يتكون من الماء أو الهيدروكربونات. هل هناك من متأكد؟

لقد قرأت الكثير من الوثائق المختلفة من بعثات ناسا وكاسيني وبعثات Huygens ، وقد أصبحت مرتبكًا.


يُعتقد أن تيتان تحتوي على طبقة من الماء السائل تحت سطحه ، بسبب تسخين المد والجزر للقشرة الجليدية.

تيتان له سطح مكون من جليد مع بعض بحيرات الهيدروكربون (الميثان). تتكون قشرة تيتان في الغالب من جليد مائي. تحت هذا ، توجد طبقة ماء سائلة وربما المزيد من الجليد وصخور السيليكات تحتها.

هذا موضح في https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2012/28jun_titanocean


جميع العلامات تشير إلى محيط مخفي على زحل قمر تيتان

قد يتدفق محيط ضخم من الماء السائل تحت السطح المتجمد لقمر زحل تيتان ، وفقًا للأدلة الجديدة التي جمعتها مركبة فضائية ناسا.

تم إجراء الملاحظات بواسطة مسبار كاسيني التابع لناسا ، والذي كان يتطلع إلى كوكب زحل وحلقاته وأقماره من مداره منذ وصوله إلى عملاق الغاز في عام 2004.

لا تتوافق تفاصيل معينة عن مدار تيتان ودورانه مع سلوك جرم سماوي صلب تمامًا طوال الطريق. قال الباحثون إن هذه التفاصيل منطقية للغاية إذا كان من المفترض أن يكون للقمر الضخم محيط تحت سطح الأرض ، من المحتمل أن يكون به ماء سائل.

الدراسة الجديدة ليست الأولى التي تشير إلى احتمال وجود محيط تحت الأرض في تيتان. لكنها تضيف دليلاً آخر يدعم هذا الافتراض ، والذي يمكن أن يجعل القمر المثير للاهتمام مرشحًا أكثر احتمالية لدعم الحياة كما نعرفها.

وقالت المؤلفة الرئيسية للدراسة روز ماري بالاند من المرصد الملكي البلجيكي في بروكسل "نعتقد أن وجود محيط داخلي محتمل". [صور: حلقات وأقمار زحل]

شرح مدار تيتان ودورانه

يعتبر تيتان ، أكبر أقمار زحل المعروفة التي يزيد عددها عن 60 ، أحد المرشحين الرئيسيين لاستضافة الحياة خارج الأرض.

بينما تحوم درجات حرارة سطحه حول درجة حرارة صافية تبلغ 290 درجة فهرنهايت (ناقص 179 درجة مئوية) ، يفتخر تيتان بجو سميك وغني بالنيتروجين حيث تدور آلاف الأنواع المختلفة من الجزيئات العضوية. للقمر أيضًا دورة طقس تعتمد على الميثان ، مع تجمع أمطار الميثان في بحيرات الهيدروكربونات السائلة.

استخدم باحثون آخرون قياسات كاسيني لاكتشاف بعض الحقائق الأساسية حول دوران تيتان ومدارها. لقد قرروا ، على سبيل المثال ، أن القمر يميل بنحو 0.3 درجة على محور دورانه (للمقارنة ، تميل الأرض بنحو 23 درجة). قاموا أيضًا بحساب لحظة القصور الذاتي لتيتان ، وهو مصطلح يصف مدى مقاومة الجسم للتغييرات في دورانه.

خلصت العديد من الدراسات السابقة إلى أن ميل تيتان ولحظة القصور الذاتي ليس لهما معنى كبير إذا كان القمر جسمًا صلبًا تمامًا - ولكن يمكن أن تتحقق الأرقام إذا كان القمر يحتوي على محيط تحت الأرض.

استخدمت Baland وفريقها هذه النتائج السابقة كنقطة انطلاق لدراستهم.

قال بالاند لموقع ProfoundSpace.org في مقابلة عبر البريد الإلكتروني: "وجدنا هذه الفكرة مثيرة للاهتمام للغاية ، وقررنا المضي قدمًا قليلاً".

محيط سائل

لذا قامت بالاند وزملاؤها بدراسة أرقام كاسيني بمزيد من التفصيل. ووجدوا أن السلوك المداري لتيتان منطقي بالفعل إذا افترض أن القمر يحتوي على جزء داخلي صلب محاط بمحيط من الماء السائل ، والذي هو نفسه يقع تحت "قشرة" جليدية.

يصعب تحديد أحجام هذه الطبقات المختلفة في الوقت الحالي ، لكن الباحثين قالوا إن عملهم في النمذجة يشير إلى أن سمك القشرة الجليدية قد يتراوح من 93 إلى 124 ميلاً (150 إلى 200 كيلومتر) والمحيط من 3 إلى 264 ميلاً (5 إلى 425 ميلاً). km) عميق ، مع كون الباقي من الداخل الصلب.

يبلغ قطر تيتان حوالي 3200 ميل (5150 كم).

يقول بالاند إن التفكير الحالي حول تكوين وتطور تيتان يشير إلى أن هذا المحيط سيتكون أساسًا من الماء - ربما مع اندفاعة من الأمونيا - بدلاً من الهيدروكربونات أو بعض المواد الأخرى.

إذا كان هذا هو الحال ، فإن تيتان سينضم إلى العديد من الأقمار المتجمدة الأخرى في النظام الشمسي الخارجي - مثل قمر زحل إنسيلادوس و أوروبا كوكب المشتري - في نادي المياه والمحيط.

تشير خطوط أخرى من الأدلة إلى هذا الاستنتاج نفسه. يبدو أن سطح تيتان بأكمله ، على سبيل المثال ، ينزلق حوله ، مما يشير إلى أن قشرة القمر ولبه مفصولتان بطبقة من الماء السائل. تدعم نماذج التدفق الحراري الداخلي لتيتان هذه الفكرة أيضًا.

ستقوم بالاند وفريقها بالإبلاغ عن نتائجهم في عدد قادم من مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

مرشح مدى الحياة؟

يتكهن بعض علماء الأحياء الفلكية بأن نوعًا غريبًا من الحياة القائمة على الميثان يمكن أن يسبح في بحيرات الهيدروكربون في تيتان. [5 ادعاءات جريئة عن حياة غريبة]

لكن الحياة الوحيدة التي نحن على يقين من وجودها هنا على الأرض. وعلى كوكبنا ، ترتبط الحياة ارتباطًا وثيقًا بالمياه السائلة إلى حد كبير في أي مكان توجد فيه هذه الأشياء ، وتتجذر الحياة وتتأرجح. قال الباحثون إن وجود الماء السائل على تيتان سيجعل هذا العالم المثير للاهتمام بالفعل مرشحًا أفضل للحياة.

وقال بالاند: "علماء الأحياء الفلكية لا يعرفون حقًا حتى الآن الظروف اللازمة لظهور الحياة ، لكن يبدو أن وجود الماء شرط".

يأمل الباحثون أن تلهم الدراسة الجديدة الآخرين لمواصلة التحقيق في أعماق تيتان حتى تتم تسوية مسألة البحر الجوفي لتيتان بشكل نهائي.

وقال بالاند "نأمل أن يشجع العلماء الآخرين على البحث عن أي دليل آخر لهذا المحيط".


عالم غريب ومن المحتمل أن يكون صالحًا للسكنى

يبلغ عرض تيتان 3200 ميل (5150 كيلومترًا) ، وهو ثاني أكبر قمر في النظام الشمسي. الوحيد الأكبر هو كوكب المشتري جانيميد، والتي تفوقت على تيتان بفارق 75 ميلاً (120 كم) فقط.

لكن الحجم ليس كل ما يجعل تيتان مميزًا. على سبيل المثال ، القمر العملاق هو العالم الوحيد خارج الأرض المعروف باستضافة أجسام سائلة مستقرة على سطحه - تلك بحار وبحيرات الميثان السائل والإيثان، بعضها أكبر من البحيرات العظمى في أمريكا الشمالية.

بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن يستضيف الغلاف الجوي الكثيف لتيتان كيمياء معقدة تتضمن جزيئات عضوية، اللبنات الأساسية للحياة المحتوية على الكربون كما نعرفها. نتيجة لذلك ، ينظر العديد من علماء الأحياء الفلكية إلى تيتان على أنه مكان واعد محتمل للحياة ، مما يشير إلى أن الكائنات الحية يمكن أن تحوم في هواء القمر أو تسبح في بحيراته وبحاره.

سيكون هؤلاء السباحون مختلفين تمامًا عن أي شيء موجود هنا على الأرض ، نظرًا لأنهم سيعيشون في الميثان السائل أو الإيثان بدلاً من الماء. سطح تيتان شديد البرودة بحيث لا يبقى الماء سائلاً ، لكن يعتقد العلماء أن القمر يستضيف بحرًا مالحًا من الأشياء الموجودة في أعماق الأرض ، مثل إنسيلادوس ويوروبا و عدد من أجسام النظام الشمسي الأخرى.

لذلك من الممكن أن يستضيف تيتان نظامين بيئيين مختلفين تمامًا ومنفصلين - عالم سطحي من "الحياة الغريبة" التي تغطي عالمًا أكثر شيوعًا (بالنسبة لنا ، على أي حال) الكائنات المعتمدة على الماء.


محيط مائي على تيتان؟

يُظهر الرسم التوضيحي لهذا الفنان الهيكل الداخلي المحتمل لقمر زحل تيتان. فشل الجزء الداخلي البارد والهادئ في الانفصال إلى طبقات متمايزة تمامًا من الجليد والصخور. بالإضافة إلى السطح الضبابي لتيتان (أصفر) ، تُظهر الطبقات الموجودة في الفصل طبقة جليدية تبدأ بالقرب من السطح (رمادي فاتح) ، ومحيط داخلي (أزرق) ، وطبقة أخرى من الجليد (رمادي فاتح) ومزيج من الصخور والجليد في الداخل (رمادي غامق). في الخلفية توجد المركبة الفضائية كاسيني وزحل ، وليس الحجم. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

يقترح الباحثون أن الشذوذ في دوران أكبر أقمار زحل تيتان قد يضيف إلى الأدلة المتزايدة على أنه يؤوي محيطًا تحت الأرض.

تيتان ، أكبر من عطارد ، هو العالم الوحيد إلى جانب الأرض المعروف باحتوائه على سائل على سطحه. غالبًا ما أدت بحارها ، المصنوعة من الميثان السائل بدلاً من الماء ، إلى تكهنات حول ما إذا كان بإمكانها استضافة الحياة أم لا.

بالإضافة إلى البحار الموجودة على سطحه ، اكتشف العلماء مؤخرًا تلميحات إلى أن تيتان تمتلك محيطًا داخليًا ، واحدًا من الماء والأمونيا. باستخدام الرادار للتحديق من خلال الغلاف الجوي الكثيف لتيتان ، وجدت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا أنه بمرور الوقت ، تحول عدد من الميزات السطحية البارزة من مواقعها المتوقعة لمسافة تصل إلى 19 ميلاً (30 كيلومترًا) ، مما يدل على أن القشرة كانت تتحرك مما يشير إلى أنها استقرت. على السائل.

الآن ، اكتشفت ملاحظات الجاذبية والرادار الخاصة بكاسيني عن تيتان المزيد من الأدلة على أنه قد يكون له بحر تحت الأرض.

يبدو أن مدار تيتان يشبه إلى حد بعيد مدار القمر & # 151 على سبيل المثال ، فهو دائمًا ما يقدم نفس الوجه تجاه كوكبنا.

ومع ذلك ، فقد لاحظوا أن محور دوران تيتان كان مائلاً بنحو 0.3 درجة. يبدو هذا الميل ، أو الانحراف ، مرتفعًا ، نظرًا لتقدير عزم تيتان من القصور الذاتي ، أو مقاومته للتغييرات في دورانه.

أحد الأسباب غير المعقولة لهذه النتائج هو أن تيتان عبارة عن جسم صلب أكثر كثافة بالقرب من السطح منه في مركزه. وقالت الباحثة روز ماري بالاند ، عالمة الكواكب في المرصد الملكي البلجيكي في بروكسل: "هذا يتناقض مع كل ما نعرفه عن الكواكب والأقمار الصناعية الأخرى وعمليات تكوين الكواكب".

التفسير الآخر الأكثر ترجيحًا هو أن تيتان ليس صلبًا طوال الطريق ، ولكنه يحتوي على قشرة جليدية تعلو محيط مائي سائل ، وغطاء جليدي ، ولب جليدي صخري. يمكن لنماذج فريق البحث أن تقدم نطاقًا واسعًا من السماكات للمحيط السائل ، في أي مكان من ثلاثة إلى 265 ميلاً (من خمسة إلى 425 كم) ، وكذلك للقشرة الجليدية ، في أي مكان من 90 إلى 125 ميلاً (150 إلى 200 كم).

يحتوي سطح تيتان على بعض أكبر الأجسام السائلة على الإطلاق. ومع ذلك ، تتكون هذه البحيرات من الهيدروكربونات. يعتقد العلماء أن محيطات المياه السائلة والأمونيا يمكن احتواؤها تحت سطح القمر. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

وقال بالاند "وجدنا أنه من المثير للغاية استخدام بعض القياسات التي تبدو متناقضة ومحاولة التوفيق بينها". "كان الأمر أشبه بتجميع قطع من اللغز".

ومع ذلك ، فإن قضية تيتان التي لديها محيط تحت الأرض لم تغلق بعد. يمكن تفسير مداره ودورانه أيضًا باضطراب حديث ، مثل الاصطدام بمذنب أو كويكب.

وقال بالاند "تحليلنا يقوي احتمال أن يكون لتيتان محيط تحت السطح ، لكنه لا يثبت ذلك بلا شك". مجلة علم الأحياء الفلكي. "لذلك لا يزال هناك عمل يجب القيام به."

نظرًا لأن الحياة كما نعرفها تحتاج إلى مياه سائلة ، إذا كان لدى تيتان محيط مائي تحت سطح الأرض قد يزيد من فرص أن يأوي القمر حياة غريبة.

في المستقبل ، أشارت بالاند إلى أنها هي وزملاؤها يرغبون في استخدام هذه الطريقة لتحليل أكبر أربعة أقمار صناعية لكوكب المشتري ، أقمار جاليليو # 151 Io و Europa و Ganymede و Callisto.

وقال بالاند: "قياس ميل أوروبا أو جانيميد يمكن أن يجلب دليلاً إضافياً على الطبقات السائلة تحت السطحية".


قمر زحل تيتان لديه مستوى سطح البحر

تظهر دراستان جديدتان من جامعة كورنيل في إيثاكا بنيويورك ، مرة أخرى ، أوجه التشابه بين الأرض وزحل وقمر # 8217s تيتان. الأول هو خريطة طبوغرافية عالمية جديدة لتيتان. الثاني ، الذي يبني على الأول ، يوضح أن البحيرات والبحار السائلة على تيتان تتبع ارتفاعًا ثابتًا بالنسبة لجاذبية تيتان & # 8217s. بعبارة أخرى ، تمامًا كما تقع محيطات الأرض & # 8217s على ارتفاع متوسط ​​نسميه مستوى سطح البحروكذلك بحار Titan & # 8217s.

تستند كلتا الدراستين إلى بيانات من المركبة الفضائية كاسيني ، التي كانت تدور حول زحل & # 8211 من حين لآخر تقوم بتحليق قريب من قمرها الكبير تيتان & # 8211 من عام 2004 إلى عام 2017. تم نشر كلا الدراستين (هنا وهنا) في المجلة المحكمة رسائل البحوث الجيوفيزيائية.

بول كوريليس هو المؤلف الأول لدراسة الطبوغرافيا ، والتي أسفرت عن خريطة نهاية المهمة لتيتان عبر كاسيني. كشفت الخريطة عن العديد من الميزات الجديدة على تيتان ، بما في ذلك الجبال الجديدة التي لا يزيد ارتفاعها عن 2300 قدم (700 متر). قال كوريليس:

كان الهدف الرئيسي من العمل هو إنشاء خريطة ليستخدمها المجتمع العلمي.

وقال إنه في غضون 30 دقيقة من توفر مجموعة البيانات عبر الإنترنت ، بدأ في تلقي استفسارات حول كيفية استخدامها.

خريطة جديدة ، جزء من تيتان & # 8220 نهاية المهمة & # 8221 دراسة طبوغرافية. رصدت كاسيني حوالي 9 في المائة فقط من تيتان بطريقة أدت إلى تضاريس عالية الدقة نسبيًا ، مع تصوير 25-30 في المائة أخرى من التضاريس بدقة أقل. تم إنشاء الباقي عبر الاستيفاء ، أي عبر طريقة إنشاء نقاط بيانات جديدة ضمن نطاق مجموعة منفصلة من نقاط البيانات المعروفة. انقر هنا للحصول على المزيد من خرائط الدراسة & # 8217s.

جاء أحد الاستخدامات المبكرة للعمل الطبوغرافي الجديد من Corlies & # 8217 الأستاذ في جامعة كورنيل ، أليكس هايز. تظهر دراسته أن بحار Titan & # 8217s تتبع ارتفاعًا ثابتًا بالنسبة إلى سحب الجاذبية Titan & # 8217s & # 8212 تمامًا كما تفعل محيطات الأرض & # 8217s.

هذا هو أحدث اكتشاف يُظهر أوجه تشابه ملحوظة بين الأرض وتيتان ، العالم الآخر الوحيد الذي نعرفه في نظامنا الشمسي الذي يحتوي على سائل مستقر على سطحه. التواء في تيتان هو أن بحيراتها وبحارها مليئة بالهيدروكربونات بدلاً من الماء السائل ، والجليد المائي المغطى بطبقة من المواد العضوية الصلبة يعمل كقاعدة صخرية تحيط بهذه البحيرات والبحار.

& # 8230 يبدو أن البحيرات الأصغر على تيتان تظهر على ارتفاعات عدة مئات من الأقدام ، أو الأمتار ، أعلى من مستوى سطح البحر في تيتان & # 8217. توجد البحيرات على ارتفاعات عالية بشكل شائع على الأرض. أعلى بحيرة صالحة للملاحة بواسطة السفن الكبيرة ، بحيرة تيتيكاكا ، ترتفع أكثر من 12000 قدم [3700 متر] فوق مستوى سطح البحر.

تشير الدراسة الجديدة إلى أن الارتفاع مهم لأن الأجسام السائلة في Titan & # 8217 يبدو أنها متصلة تحت السطح في شيء يشبه نظام طبقة المياه الجوفية على الأرض. يبدو أن الهيدروكربونات تتدفق تحت سطح Titan & # 8217s على غرار الطريقة التي يتدفق بها الماء عبر الصخور المسامية تحت الأرض أو الحصى على الأرض ، بحيث تتواصل البحيرات القريبة مع بعضها البعض وتتشارك في مستوى سائل مشترك.

Titan & # 8217s Ligeia Mare ، الموضح هنا في البيانات التي حصلت عليها المركبة الفضائية كاسيني ، هو ثاني أكبر جسم معروف للسائل على زحل و # 8217 قمر تيتان. تمتلئ & # 8217s بالهيدروكربونات السائلة ، مثل الإيثان والميثان ، وهي واحدة من العديد من البحار والبحيرات حول منطقة القطبية الشمالية تيتان. الصورة عبر NASA JPL-Caltech / ASI / Cornell.

خلاصة القول: أجرى العلماء في كورنيل دراستين جديدتين عن كوكب زحل وقمر # 8217s تيتان. كلاهما يستخدم بيانات المركبة الفضائية كاسيني. انتهت مهمة كاسيني بانغماس المركبة الفضائية في زحل في سبتمبر 2017. أسفرت إحدى الدراسات عن خرائط طبوغرافية لنهاية المهمة. وأظهر الآخر أن البحيرات والبحار السائلة المليئة بالهيدروكربون تيتان & # 8217s تحافظ على مستوى & # 8220sea. & # 8221


تكتشف كاسيني أن قمر زحل له "مستوى سطح البحر" مثل الأرض

Ligeia Mare ، الموضحة هنا في البيانات التي حصلت عليها المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا ، هي ثاني أكبر جسم معروف للسائل على قمر زحل تيتان. إنها مليئة بالهيدروكربونات السائلة ، مثل الإيثان والميثان ، وهي واحدة من العديد من البحار والبحيرات التي تشكل منطقة القطبية الشمالية Titan & # 39s. لا يزال يتعين على كاسيني أن تراقب الأمواج على ليجيا ماري وستنظر مرة أخرى خلال لقائها القادم في 23 مايو 2013. الاعتمادات: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell

قد يكون قمر Saturn & # 39s Titan على بعد مليار ميل تقريبًا من الأرض ، لكن ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا تستند إلى بيانات من مركبة الفضاء كاسيني NASA & # 39s تكشف عن طريقة جديدة يتشابه بها هذا العالم البعيد وعالمنا بشكل مخيف. مثلما يقع سطح المحيطات على الأرض على ارتفاع متوسط ​​نسميه & quotsea level ، & quot؛ بحار تيتان & # 39 s أيضًا تقع على ارتفاع متوسط.

هذا هو أحدث اكتشاف يُظهر أوجه تشابه ملحوظة بين الأرض وتيتان ، العالم الآخر الوحيد الذي نعرفه في نظامنا الشمسي الذي يحتوي على سائل مستقر على سطحه. التواء في تيتان هو أن بحيراتها وبحارها مليئة بالهيدروكربونات بدلاً من الماء السائل ، والجليد المائي المغطى بطبقة من المواد العضوية الصلبة يعمل كقاعدة صخرية تحيط بهذه البحيرات والبحار.

وجدت الورقة الجديدة ، بقيادة أليكس هايز بجامعة كورنيل في إيثاكا ، نيويورك ، والتي نُشرت في مجلة Geophysical Research Letters ، أن بحار Titan & # 39s تتبع ارتفاعًا ثابتًا بالنسبة لجاذبية Titan & # 39s - تمامًا مثل Earth & # 39s المحيطات. اتضح أن البحيرات الأصغر على تيتان تظهر على ارتفاعات عدة مئات من الأقدام أو الأمتار ، أعلى من مستوى سطح البحر في تيتان. توجد البحيرات على ارتفاعات عالية بشكل شائع على الأرض. أعلى بحيرة صالحة للملاحة بواسطة السفن الكبيرة ، بحيرة تيتيكاكا ، ترتفع أكثر من 12000 قدم [3700 متر] فوق مستوى سطح البحر.

تشير الدراسة الجديدة إلى أن الارتفاع مهم لأن الأجسام السائلة في Titan & # 39 يبدو أنها متصلة تحت السطح في شيء يشبه نظام طبقة المياه الجوفية على الأرض. يبدو أن الهيدروكربونات تتدفق تحت سطح تيتان على غرار الطريقة التي يتدفق بها الماء عبر الصخور المسامية تحت الأرض أو الحصى على الأرض ، بحيث تتواصل البحيرات القريبة مع بعضها البعض وتتشارك في مستوى سائل مشترك.

استندت الورقة إلى البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة جهاز الرادار Cassini & # 39s حتى شهور قليلة قبل احتراق المركبة الفضائية في الغلاف الجوي لزحل العام الماضي. كما استخدمت خريطة طبوغرافية جديدة نُشرت في نفس العدد من رسائل البحوث الجيوفيزيائية.


تكتشف كاسيني أن قمر زحل له "مستوى سطح البحر" مثل الأرض

قد يكون قمر زحل تيتان على بعد مليار ميل تقريبًا من الأرض ، لكن ورقة حديثة من مهمة كاسيني التابعة لناسا تكشف عن طريقة جديدة يتشابه بها هذا العالم وعالمنا بشكل مخيف.

قد يكون قمر زحل تيتان على بعد مليار ميل تقريبًا من الأرض ، لكن ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا تستند إلى بيانات من مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا تكشف عن طريقة جديدة يتشابه بها هذا العالم البعيد وعالمنا بشكل مخيف. مثلما يقع سطح المحيطات على الأرض على ارتفاع متوسط ​​نسميه "مستوى سطح البحر" ، تقع بحار تيتان أيضًا على ارتفاع متوسط.

هذا هو أحدث اكتشاف يُظهر أوجه تشابه ملحوظة بين الأرض وتيتان ، العالم الآخر الوحيد الذي نعرفه في نظامنا الشمسي الذي يحتوي على سائل مستقر على سطحه. التواء في تيتان هو أن بحيراتها وبحارها مليئة بالهيدروكربونات بدلاً من الماء السائل ، والجليد المائي المغطى بطبقة من المواد العضوية الصلبة يعمل كقاعدة صخرية تحيط بهذه البحيرات والبحار.

وجدت الورقة الجديدة ، بقيادة أليكس هايز بجامعة كورنيل في إيثاكا بنيويورك ، والتي نُشرت في مجلة Geophysical Research Letters ، أن بحار تيتان تتبع ارتفاعًا ثابتًا بالنسبة لجاذبية تيتان - تمامًا مثل محيطات الأرض. اتضح أن البحيرات الأصغر على تيتان تظهر على ارتفاعات عدة مئات من الأقدام أو الأمتار ، أعلى من مستوى سطح البحر في تيتان. توجد البحيرات على ارتفاعات عالية بشكل شائع على الأرض. أعلى بحيرة صالحة للملاحة بواسطة السفن الكبيرة ، بحيرة تيتيكاكا ، ترتفع أكثر من 12000 قدم [3700 متر] فوق مستوى سطح البحر.

تشير الدراسة الجديدة إلى أن الارتفاع مهم لأن الأجسام السائلة لتيتان تبدو متصلة تحت السطح في شيء يشبه نظام طبقة المياه الجوفية على الأرض. يبدو أن الهيدروكربونات تتدفق تحت سطح تيتان على غرار الطريقة التي يتدفق بها الماء عبر الصخور المسامية تحت الأرض أو الحصى على الأرض ، بحيث تتواصل البحيرات القريبة مع بعضها البعض وتتشارك في مستوى سائل مشترك.

استندت الورقة إلى البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة جهاز الرادار الخاص بكاسيني حتى أشهر قليلة قبل أن تحترق المركبة الفضائية في الغلاف الجوي لزحل العام الماضي. كما استخدمت خريطة طبوغرافية جديدة نُشرت في نفس العدد من رسائل البحوث الجيوفيزيائية.


قمر زحل تيتان له مستوى سطح البحر الخاص به


تشترك تيتان والأرض في العديد من أوجه التشابه. حقوق الصورة: ناسا

تيتان هو مكان يبدو في البداية أنه يمتلك العديد من الأشياء التي تبدو مألوفة بشكل غريب - المحيطات والأنهار والجبال المغطاة بالثلوج وحتى نظام الطقس النشط.

ألقِ نظرة فاحصة وسرعان ما يتضح أن تيتان لا يمكن أن يكون فضائيًا أكثر. لا تمتلئ الأنهار والمحيطات بالمياه السائلة ولكن بشكل غريب من الهيدروكربونات السائلة ، في حين أن قممها المغطاة بالثلوج مغطاة بالفعل بطبقة من الميثان ، وليس جليد الماء.

كشفت دراستان جديدتان أجراهما علماء في جامعة كورنيل عن شيء آخر يشترك فيه هذا العالم الغامض مع كوكبنا - مستوى ثابت للبحر.

أظهر البحث ، الذي تضمن إنشاء خريطة طبوغرافية لتيتان ، أنه ، مثل الأرض ، تتبع محيطات وبحيرات قمر زحل ارتفاعًا ثابتًا بالنسبة لجاذبيته.

وكتبت ناسا تقول: "تشير الدراسة الجديدة إلى أن الارتفاع مهم لأن الأجسام السائلة لتيتان تبدو متصلة تحت السطح في شيء يشبه نظام طبقة المياه الجوفية".

"يبدو أن الهيدروكربونات تتدفق تحت سطح تيتان على غرار الطريقة التي يتدفق بها الماء عبر الصخور المسامية تحت الأرض أو الحصى على الأرض ، بحيث تتواصل البحيرات القريبة مع بعضها البعض وتتشارك في مستوى سائل مشترك."

قصص مشابهة مبنية على هذا الموضوع:


"بحيرات" غامضة على قمر زحل تيتان

قمر زحل تيتان هو موطن للبحار والبحيرات المليئة بالهيدروكربونات السائلة ، ولكن ما الذي يشكل المنخفضات على السطح؟ تشير دراسة جديدة باستخدام بيانات من بعثة كاسيني المشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) إلى أن سطح القمر يذوب في عملية مشابهة لإنشاء ثقوب على الأرض.

بصرف النظر عن الأرض ، تيتان هو الجسم الوحيد في النظام الشمسي المعروف بامتلاكه بحيرات وبحيرات سطحية ، والتي رصدتها مركبة كاسيني الفضائية. ولكن في درجات حرارة سطح تيتان المتجمدة - تقريبًا ناقص 292 درجة فهرنهايت (ناقص 180 درجة مئوية) - يسيطر الميثان والإيثان السائل ، بدلاً من الماء ، على المكافئ الهيدروكربوني لتيتان لمياه الأرض.

حددت كاسيني شكلين من المنخفضات المليئة بالميثان والإيثان والتي تخلق سمات مميزة بالقرب من أقطاب تيتان. هناك بحار شاسعة يبلغ عمقها مئات الأميال (أو الكيلومترات) ويصل عمقها إلى عدة مئات من الأقدام (أو الأمتار) ، تغذيها قنوات متفرعة تشبه الأنهار. هناك أيضًا العديد من البحيرات الأصغر ، الضحلة ، ذات الحواف الدائرية والجدران شديدة الانحدار والتي توجد بشكل عام في المناطق المسطحة. لاحظت كاسيني أيضًا العديد من المنخفضات الفارغة.

لا ترتبط البحيرات عمومًا بالأنهار ، ويُعتقد أنها تمتلئ بالمطر والسوائل التي تغذيها من تحت الأرض. تمتلئ بعض البحيرات وتجف مرة أخرى خلال الدورة الموسمية لمدة 30 عامًا على زحل وتيتان. لكن بالضبط كيف نشأت المنخفضات التي تستضيف البحيرات في المقام الأول غير مفهومة تمامًا.

لجأ فريق من العلماء مؤخرًا إلى كوكبنا الأصلي للحصول على الإجابة. اكتشفوا أن بحيرات تيتان تذكرنا بما يعرف بالتضاريس الكارستية على الأرض. هذه هي المناظر الطبيعية الأرضية التي تنتج عن تآكل الصخور القابلة للذوبان ، مثل الحجر الجيري والجبس ، في المياه الجوفية والأمطار التي تتسرب عبر الصخور. بمرور الوقت ، يؤدي هذا إلى ميزات مثل المجاري والكهوف في المناخات الرطبة ، وأحواض الملح حيث يكون المناخ أكثر جفافاً.

يعتمد معدل التعرية الذي يخلق مثل هذه الميزات على عوامل مثل كيمياء الصخور ومعدل هطول الأمطار ودرجة حرارة السطح. في حين أن كل هذه الجوانب تختلف بوضوح بين تيتان والأرض ، يعتقد الباحثون أن العملية الأساسية قد تكون متشابهة بشكل مدهش.

قام فريق بقيادة توماس كورنيه من وكالة الفضاء الأوروبية بحساب المدة التي ستستغرقها بقع سطح تيتان لتتحلل لإنشاء هذه الميزات. افترضوا أن السطح مغطى بمواد عضوية صلبة ، وأن العامل الرئيسي المذاب هو الهيدروكربونات السائلة ، وأخذوا في الحسبان النماذج الحالية لمناخ تيتان.

وجد العلماء أن الأمر سيستغرق حوالي 50 مليون سنة لإنشاء منخفض يبلغ 300 قدم (100 متر) في المناطق القطبية المطيرة نسبيًا في تيتان ، بما يتوافق مع عمر الشباب على سطح القمر.

قال كورنيت: "قارنا معدلات تآكل المواد العضوية في الهيدروكربونات السائلة على تيتان مع معدلات تآكل الكربونات والمعادن في الماء السائل على الأرض". "لقد وجدنا أن عملية الانحلال تحدث على تيتان أبطأ بنحو 30 مرة من الأرض نظرًا لطول عام تيتان وحقيقة أنها تمطر فقط خلال صيف تيتان. ومع ذلك ، نعتقد أن الانحلال هو سبب رئيسي لتطور المناظر الطبيعية على تيتان. ويمكن أن يكون أصل بحيراتها ".

بالإضافة إلى ذلك ، قام العلماء بحساب المدة التي سيستغرقها تكوين منخفضات البحيرة عند خطوط العرض المنخفضة ، حيث يتم تقليل هطول الأمطار. يتوافق النطاق الزمني الأطول بكثير البالغ 375 مليون سنة مع الغياب النسبي للمنخفضات في هذه المواقع الجغرافية.

"بالطبع ، هناك عدد قليل من أوجه عدم اليقين: إن تكوين سطح تيتان ليس مقيدًا بشكل جيد ، ولا أنماط هطول الأمطار طويلة المدى ، ولكن حساباتنا لا تزال متسقة مع السمات التي نراها اليوم في تيتان الشاب نسبيًا المليار عام. قال كورنيه.

قال نيكولاس ألتوبيلي ، عالم مشروع كاسيني في وكالة الفضاء الأوروبية: "من خلال مقارنة ميزات سطح تيتان بأمثلة على الأرض وتطبيق بعض الحسابات البسيطة ، وجدنا عمليات مشابهة لتشكيل الأرض يمكن أن تعمل في ظل أنظمة مناخية وكيميائية مختلفة للغاية". "هذه دراسة مقارنة رائعة بين كوكبنا الأصلي وعالم ديناميكي على بعد أكثر من مليار كيلومتر في النظام الشمسي الخارجي."


قمر زحل قد يستضيف البحر الميت الخاص به

قد يكون لتيتان وزحل وأكبر قمر # 8217s البحر الميت الخاص به. تشير بحيرة وهمية تحاكي الظروف هناك إلى أن القمر قد يستضيف برك الإيثان المليئة بالبنزين ، تمامًا كما يمتلئ البحر الميت على الأرض بالملح.

يمكن القول إن تيتان هو أكثر الأجسام شبيهة بالأرض في النظام الشمسي ، ويضم بحيرات وأنهارًا وسحبًا وهطول الأمطار. لكن درجات الحرارة المتجمدة على القمر # 8217s تعني أن سوائلها عبارة عن هيدروكربونات مثل الإيثان أو الميثان ، وليس الماء. عندما يتفاعل ضوء الشمس مع الغلاف الجوي ، فإنه ينتج بانتظام مركبات عضوية طازجة مثل البنزين - وهي مادة كيميائية موجودة في البنزين - وتسقط مثل الثلج.

& # 8220Titan هي أرض متشابهة جدًا - مختلفة تمامًا ، & # 8221 يقول مايكل مالاسكا ، الذي ترأس التجربة في مختبر الدفع النفاث في باسادينا ، كاليفورنيا. & # 8220 نحن & # 8217 نحاول معرفة كيفية عمل القمر ككل. & # 8221

الإعلانات

تساءل مالاسكا وزملاؤه عن مقدار ذوبان هذا الثلج في البحيرات. لقد ملأوا أنبوبًا صغيرًا بالإيثان السائل ، ثم قاموا بتبريده إلى درجة حرارة تشبه تيتان -179 درجة مئوية وإضافة البنزين.

ولدهشتهم ، تذوب البنزين بسرعة ، على الرغم من درجات الحرارة الباردة. يشير هذا إلى أنه على مدار النطاقات الزمنية الجيولوجية ، أصبحت بحيرات Titan & # 8217 مشبعة بالمركبات العضوية.

قد يتراكم البنزين الزائد في الحمأة الشبيهة بالطين على الشواطئ والبحيرات والطوابق رقم 8217. يمكن أن تتآكل بعض هذه الرواسب بسبب أمطار الإيثان ، مما يشكل منظرًا طبيعيًا معقدًا يشبه الكارست الجيري المليء بالثقوب والكهوف والجداول الجوفية.

كاسيني ، المركبة الفضائية التابعة لوكالة ناسا والمخصصة لزحل ، قد تكون قادرة على دعم نتائج الفريق إذا وجدت علامات على حمأة البنزين أو التضاريس الكارستية عندما تحلق فوق تيتان في 21 أغسطس. في غضون ذلك ، يخطط الباحثون لمحاكاة المزيد من البحيرات في المختبر لمعرفة مدى ذوبان المواد العضوية الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين والبيوتان.

يقول رالف لورينز من جامعة جونز هوبكنز في ماريلاند إن تجارب مثل هذه يمكن أن تساعدنا في فهم منظر تيتان & # 8217 بشكل أفضل ، لكن المواد العضوية التي لدينا هنا على الأرض قد لا تكون نظائر جيدة لتلك الموجودة في أماكن أخرى.

& # 8220It & # 8217s بالتأكيد خطوة نحو محاولة فهم ما يحدث & # 8217s في مجموعة من العمليات الفيزيائية التي تشبه تمامًا على الأرض ، ولكن من الواضح أن الظروف ومواد العمل مختلفة تمامًا ، & # 8221 كما يقول. & # 8220 هذا هو التماس الذي يمتد عبر علوم تيتان. & # 8221