يجد العلماء مفاجآت جديدة حول بحيرات تيتان

منظر أشعة تحت الحمراء للبحار والبحيرات في نصف الكرة الشمالي لتيتان ، تم التقاطه بواسطة كاسيني في عام 2014. يمكن رؤية أشعة الشمس وهي تتلألأ في الجزء الجنوبي من أكبر بحر في تيتان ، كراكن ماري. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech / جامعة أريزونا / جامعة أيداهو.

تيتان أكبر قمر في زحل هو العالم الوحيد في نظامنا الشمسي إلى جانب الأرض المعروفة بوجود أجسام سائلة على سطحه. أعلن العلماء أدلة قاطعة لهم في عام 2007 ، استنادا إلى بيانات من مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا. تُعرف الكائنات الكبيرة باسم ماريا (البحار) والصغيرة باسم بحيرة (البحيرات). من المعروف الآن أن الدورة الهيدرولوجية لشركة تايتان تشبه بشكل مفاجئ دورة الأرض ، مع استثناء كبير واحد: السائل الموجود في تايتان هو الميثان / الإيثان السائل بدلاً من الماء ، بسبب البرد الشديد. يوجد في نصف الكرة الشمالي للقمر ، على وجه الخصوص ، العشرات من البحيرات الصغيرة بالقرب من قطبه ، وقد وجد العلماء الآن أنهم عميقون بشكل مدهش ويجلسون على قمم التلال والميسا. تأتي هذه الملاحظات من البيانات التي تم جمعها خلال آخر رحلة طيران قريبة من تيتان خلال مهمة كاسيني ، والتي انتهت في عام 2017.

تم نشر النتائج الجديدة التي استعرضها النظراء في 15 أبريل 2019 ، في مجلة Nature Astronomy .

لقد اعتقد العلماء أن البحيرات ستكون خليطًا متساويًا تقريبًا من الميثان والإيثان ، مثل البحار الكبيرة. هذا هو الحال مع بحيرة واحدة كبيرة في نصف الكرة الجنوبي تسمى أونتاريو لاكوس. ولكن لمفاجأتهم ، وجدوا أن البحيرات في نصف الكرة الشمالي تتكون بالكامل تقريبًا من الميثان. كما أوضح المؤلف الرئيسي ماركو ماستروجيوسيبي ، عالم رادار كاسيني في معهد كالتك:

في كل مرة نجعل فيها اكتشافات على Titan ، يصبح Titan أكثر غموضًا. لكن هذه القياسات الجديدة تساعد في إعطاء إجابة لبعض الأسئلة الأساسية. في الواقع يمكننا الآن فهم أفضل للهيدرولوجيا تيتان.

خريطة بحيرات تايتان وبحيراتها في نصف الكرة الشمالي. الصورة عبر JPL-Caltech / NASA / ASI / USGS.

ولكن في حين أنه يمكن الإجابة عن بعض الأسئلة ، فقد أثيرت أسئلة أخرى جديدة أيضًا. لماذا الفرق بين البحيرات في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي؟ أيضًا ، يبدو أن الهيدرولوجيا الموجودة على أحد جانبي نصف الكرة الشمالي مختلفة تمامًا عن الجانب الآخر. لماذا ا؟ على الجانب الشرقي ، ستجد بحارًا كبيرة ذات ارتفاع منخفض وأودية وجزر. لكن الجانب الغربي يسيطر عليه البحيرات الأصغر الموجودة فوق التلال والميسا. يبلغ عمق بعض هذه البحيرات أكثر من 300 قدم (100 متر) ، وهي مفاجأة بالنظر إلى أحجامها الصغيرة. كما لاحظ عالم كاسيني والمؤلف المشارك جوناثان لونين من جامعة كورنيل:

يبدو الأمر كما لو كنت قد نظرت لأسفل على القطب الشمالي للأرض ويمكن أن ترى أن أمريكا الشمالية لديها وضع جيولوجي مختلف تمامًا عن الأجسام السائلة عن آسيا.

Cenote Sagrado (Cenote المقدسة) بالقرب من Chichen Itza ، واحدة من أفضل البحيرات الكارستية المعروفة (أو المجرى المائي) في Yucat n. يعتقد أن بحيرات الكارست تشبه بحيرات الميثان العميقة في تيتان. الصورة عن طريق إميل Kehnel / ويكيبيديا / CC BY 3.0.

تبين النتائج أن منظر تيتان الغريب حتى الآن للعيان الأرضي أكثر غرابة مما كان يعتقد في البداية. وهي تظهر بحيرات عميقة جدًا تجلس فوق ميسات طويلة أو هضاب ، مما يشير إلى أنها تشكلت عندما تم صهر الأساس الجليدي المحيط من الجليد والمواد العضوية الصلبة وانهار. تذكر بحيرات تايتان بحيرات الكارست على الأرض ، والتي تتشكل عندما تنهار الكهوف الجوفية. في النظائر الأرضية ، يذوب الماء الحجر الجيري أو الجبس أو الدولوميت.

هذا مثال رائع على كيفية تشبيه العمليات الجيولوجية على تيتان ، مثلها مثل الدورة الهيدرولوجية ، مثل تلك الموجودة على كوكب الأرض ، مع أن تكون تيتانيًا فريدًا في نفس الوقت. من نواح كثيرة ، يشبه Titan مثل الأرض ، لكن الآليات الأساسية ، وتكوين المواد ، تختلف اختلافًا جذريًا في هذا العالم في النظام الشمسي الخارجي الأكثر برودة.

لاحظ كاسيني أيضًا نوعًا آخر من البحيرة في تيتان. كشفت بيانات الرادار والأشعة تحت الحمراء عن بحيرات عابرة حيث يتفاوت مستوى السوائل بشكل كبير. وقد نشرت هذه النتائج في ورقة منفصلة في علم الفلك الطبيعة . وفقًا لشانون ماكنزي ، عالم الكواكب في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، فإن هذه التغييرات قد تكون موسمية:

أحد الاحتمالات هو أن هذه الملامح المؤقتة يمكن أن تكون عبارة عن مسطحات سائلة ضحلة تبخرت وتسللت إلى السطح على مدار الموسم.

صور من Cassini تظهر بحيرات صغيرة جديدة تظهر في Arrakis Planitia بين عامي 2004 و 2005. يبدو أن هذه البحيرات عابرة ، حيث تملأ السوائل البحيرات قبل أن تتبخر أو تتسرب إلى الأرض مرة أخرى. الصورة عبر NASA / JPL / معهد علوم الفضاء.

مجتمعة ، تدعم النتائج المتعلقة بكل من البحيرات العميقة والبحيرات العابرة السيناريو الذي تغذي فيه أمطار الميثان / الإيثان البحيرات ، التي تتبخر بعد ذلك في الغلاف الجوي أو تصب في السطح السفلي ، تاركة خزانات سائلة تحت السطح. إنها دورة هيدرولوجية كاملة ، ولكن في البيئة الباردة أكثر من الأرض ، حيث يمكن أن يكون الميثان والإيثان سائلين ويكون الماء في شكل جليد صلب.

وجود البحيرات والبحار على تيتان يثير سؤال آخر. قد يكون هناك أي شكل من أشكال الحياة هناك؟ يعتقد بعض العلماء أنه في الواقع يمكن أن توجد على الأقل كائنات مجهرية ، على الرغم من الظروف القاسية على عكس الأرض ، التي تستخدم الميثان السائل / الإيثان بطريقة مماثلة تستخدم الحياة هنا الماء. يجب أن تتطور هذه الحياة لتعيش في ظروف لا مثيل لها على وجه الأرض ، لكنها إمكانية مثيرة للاهتمام.

خلاصة القول: لا تزال البيانات المتعلقة بحيرات تيتان ، التي جمعتها مركبة كاسيني الفضائية (التي انتهت مهمتها في عام 2017) ، تكشف عن رؤى حول دورة هيدرولوجية تشبه بشكل ملحوظ الأرض في بعض النواحي - ولكنها غريبة عن بعضها البعض في طرق أخرى. اكتشاف جديد هو أن البحيرات القريبة من القطب الشمالي لتيتان عميقة بشكل مدهش وتجلس على قمم التلال والميسا.

المصدر: البحيرات العميقة والغنية بالميثان على تيتان

المصدر: حالة التغيرات السطحية الموسمية في منطقة بحيرة تيتان

عبر مختبر الدفع النفاث