Cea mai mare lună a lui Saturn, Titan, este un loc misterios; și cu cât învățăm mai multe despre asta, cu atât mai multe surprize par să aibă. Pe lângă faptul că este singurul corp dincolo de Pământ care are o atmosferă densă, bogată în azot, are și lacuri de metan pe suprafața sa și nori de metan în atmosfera sa. Acest ciclu hidrologic, în care metanul este transformat dintr-un lichid în gaz și din nou, este foarte similar cu ciclul apei de pe Pământ.
Mulțumesc NASA / ESA Cassini-Huygenmisiunea, încheiată pe 15 septembrie, când ambarcațiunea s-a prăbușit în atmosfera lui Saturn, am aflat multe despre această lună în ultimii ani. Cea mai recentă descoperire, realizată de o echipă de oameni de știință și geologi planetari UCLA, are legătură cu furtunile de ploaie din metan ale Titanului. În ciuda faptului că acestea sunt rare, aceste furtuni pot deveni aparent destul de extreme.
Studiul care detaliază rezultatele lor, intitulat „Tiparele regionale ale precipitațiilor extreme pe titan în concordanță cu distribuția aluvială a fanilor”, a apărut recent în revista științifică Natura Geoscience. Condusă de Saun P. Faulk, un student absolvent la Departamentul de Științe ale Pământului, Planetare și Spațiu al UCLA, echipa a realizat simulări ale precipitațiilor lui Titan pentru a determina modul în care evenimentele meteorologice extreme au conturat suprafața lunii.
Ceea ce au descoperit a fost că furtunile extreme de metan pot imprima suprafața glaciară a Lunii în același mod în care furtunile extreme formează suprafața stâncoasă a Pământului. Pe Pământ, furtunile intense de ploaie joacă un rol important în evoluția geologică. Când precipitațiile sunt destul de abundente, furtunile pot declanșa fluxuri mari de apă care transportă sedimentele pe terenuri joase, unde formează caracteristici în formă de con, cunoscute sub numele de ventilatoare aluviale.
În timpul misiunii, Cassini Orbiterul a găsit dovezi cu caracteristici similare pe Titan folosind instrumentul său de radar, ceea ce sugera că suprafața Titanului ar putea fi afectată de precipitații intense. Deși acești fani sunt o nouă descoperire, oamenii de știință studiază suprafața Titanului încă de când Cassini a ajuns pentru prima dată la sistemul Saturn în 2006. În acel timp, au remarcat câteva caracteristici interesante.
Acestea includ vastele dune de nisip care domină latitudinile mai scăzute ale Titanului și lacurile și mările de metan care domină latitudinile mai înalte - în special în jurul regiunii polare nordice. Mările - Kraken Mare, Ligeia Mare și Punga Mare - măsoară sute de km de-a lungul și până la câteva sute de metri adâncime și sunt alimentate de canale ramificate, asemănătoare râurilor. Există, de asemenea, multe lacuri mai mici, mai puțin adânci, care au margini rotunjite și pereți abrupți și se găsesc în general în zonele plane.
În acest caz, oamenii de știință ai UCLA au descoperit că fanii aluviale sunt situați cu precădere între 50 și 80 de grade latitudine. Acest lucru îi pune aproape de centrul emisferelor nordice și sudice, deși ceva mai aproape de poli decât de ecuator. Pentru a testa modul în care propriile furtuni ale Titanului ar putea cauza aceste caracteristici, echipa UCLA s-a bazat pe simulările computerizate ale ciclului hidrologic al Titanului.
Ceea ce au descoperit a fost că, în timp ce ploaia se acumulează în cea mai mare parte lângă stâlpi - unde se află marile lacuri și mări majore ale Titanului, cele mai intense furtuni apar la aproape 60 de grade latitudine. Acest lucru corespunde regiunii în care fanii aluviuni sunt concentrați cel mai puternic și indică faptul că, atunci când Titan experimentează precipitații, este destul de extrem - ca în cazul unei ape de muson sezonier.
Așa cum a indicat Jonathan Mitchell - profesor asociat de științe planetare UCLA și autor principal al studiului - acest lucru nu este diferit de unele evenimente meteorologice extreme care au fost experimentate recent aici pe Pământ. „Cele mai intense furtuni de metan din modelul nostru climatic aruncă cel puțin un picior de ploaie pe zi, ceea ce se apropie de ceea ce am văzut în Houston de la uraganul Harvey în această vară”, a spus el.
De asemenea, echipa a descoperit că pe Titan, furtunile de ploaie de metan sunt destul de rare, care apar mai puțin de o dată pe an de Titan - ceea ce se întinde până la 29 de ani și jumătate pe Pământ. Dar, potrivit lui Mitchell, care este, de asemenea, investigatorul principal al grupului de cercetare în domeniul modelării climei Titan al UCLA, acest lucru este mai des decât se așteptau. „Aș fi crezut că acestea vor fi evenimente o dată pe mileniu, chiar dacă asta”, a spus el. „Deci este o surpriză.”
În trecut, modelele climatice ale Titanului au sugerat că metanul lichid se concentrează, în general, mai aproape de poli. Dar niciun studiu anterior nu a investigat modul în care precipitațiile ar putea provoca transportul de sedimente și eroziunea, sau nu a arătat modul în care acest lucru ar însemna diverse caracteristici observate la suprafață. Ca urmare, acest studiu sugerează, de asemenea, că variațiile regionale ale caracteristicilor suprafeței ar putea fi cauzate de variații regionale ale precipitațiilor.
În plus, acest studiu este un indiciu că Pământul și Titanul au și mai multe în comun decât se credea anterior. Pe Pământ, contrastele de temperatură sunt cele care duc la evenimente meteorologice intense sezoniere. În America de Nord, tornadele apar în perioada primăverii devreme până la sfârșitul primăverii, în timp ce viscolele apar în timpul iernii. Între timp, variațiile de temperatură din oceanul Atlantic sunt cele care duc la formarea uraganelor între vară și toamnă.
În mod similar, se pare că pe Titan, variații grave ale temperaturii și umidității sunt cele care declanșează vremea extremă. Când aerul mai rece și mai umed din latitudinile mai mari interacționează cu aerul mai cald și mai uscat din latitudinile inferioare, rezultă furtuni intense. Aceste descoperiri sunt semnificative și atunci când vine vorba de alte corpuri din Sistemul nostru Solar care au fani aluviale asupra lor - cum ar fi Marte.
În cele din urmă, înțelegerea relației dintre precipitații și suprafețele planetare ar putea duce la perspective noi despre impactul schimbărilor climatice pe Pământ și pe celelalte planete. O astfel de cunoaștere ar merge, de asemenea, un drum lung spre a ne ajuta la atenuarea efectelor pe care le are aici pe Pământ, unde schimbările sunt doar nefirești, dar și subite și foarte periculoase.
Și cine știe? Într-o bună zi, ne-ar putea ajuta chiar să modificăm mediile de pe alte planete și corpuri, făcându-le astfel mai potrivite pentru așezarea umană pe termen lung (aka aka terraforming)!
