Най-голямата луна на Сатурн, Титан, е мистериозно място; и колкото повече научаваме за него, толкова повече изненади изглежда има в магазина. Освен че е единственото тяло отвъд Земята, което има плътна, богата на азот атмосфера, тя също има метанови езера на повърхността си и метанови облаци в атмосферата си. Този хидрологичен цикъл, при който метанът се превръща от течност в газ и обратно, е много подобен на водния цикъл тук на Земята.
Благодарение на НАСА / ESA Касини-ХойгенМисията, която приключи на 15 септември, когато корабът се разби в атмосферата на Сатурн, през последните години научихме много за тази луна. Последната находка, направена от екип от планетарни учени и геолози от UCLA, е свързана с метановите дъждовни бури на Титан. Въпреки че са рядко срещано явление, тези дъждове могат да станат доста екстремни.
Изследването, което подробно описва техните открития, озаглавено „Регионални модели на екстремни валежи на титан в съответствие с наблюдаваното алувиално разпределение на вентилаторите“, наскоро се появи в научното списание Природа Geosciencд. Воден от Саун П. Фолк, студент в катедрата на UCLA за науките за земята, планетата и космоса, екипът проведе симулации на валежите на Титан, за да определи как екстремните метеорологични събития са оформили повърхността на луната.
Те откриха, че екстремните метанови дъждове могат да отпечатят ледената повърхност на Луната по същия начин, както екстремните дъждовни бури оформят скалната повърхност на Земята. На Земята силните дъждовни бури играят важна роля в геоложката еволюция. Когато валежите са достатъчно силни, бурите могат да предизвикат големи потоци вода, които транспортират седимент в ниски земи, където образуват конусовидни функции, известни като алувиални вентилатори.
По време на мисията си Касини орбитърът намери доказателства за подобни характеристики на Титан, използвайки радара си, който предполага, че повърхността на Титан може да бъде засегната от интензивни валежи. Въпреки че тези фенове са ново откритие, учените изучават повърхността на Титан още откакто Касини за първи път достига системата Сатурн през 2006 г. По това време те отбелязват няколко интересни особености.
Те включват огромните пясъчни дюни, които доминират по-ниските ширини на Титан и метанните езера и морета, които доминират в по-високите ширини - особено около северния полярен регион. Моретата - Kraken Mare, Ligeia Mare и Punga Mare - измерват стотици километри през и до няколкостотин метра дълбочина и се захранват от разклонени, наподобяващи реката канали. Има и много по-малки, по-плитки езера, които имат заоблени ръбове и стръмни стени и обикновено се срещат в плоски райони.
В този случай учените от UCLA установиха, че алувиалните вентилатори са разположени предимно между 50 и 80 градуса ширина. Това ги поставя близо до центъра на северното и южното полукълбо, макар и малко по-близо до полюсите от екватора. За да провери как собствените дъждовни бури на Titan могат да причинят тези характеристики, екипът на UCLA разчита на компютърни симулации на хидрологичния цикъл на Titan.
Това, което откриха, е, че докато дъждът се натрупва в близост до полюсите - където са разположени основните езера и морета - най-интензивните дъждовни бури се появяват близо до 60 градуса ширина. Това съответства на района, в който алувиалните фенове са най-силно концентрирани и показва, че когато Титан има валежи, той е доста екстремен - като сезонен мусонообразен излив.
Както Джонатан Мичъл - доцент на UCLA по планетарни науки и старши автор на изследването - посочи, това не е различно от някои екстремни метеорологични събития, които наскоро бяха преживени тук на Земята. „Най-интензивните метанови бури в нашия климатичен модел изхвърлят поне крак дъжд на ден, което се доближава до това, което видяхме в Хюстън от урагана Харви това лято“, каза той.
Екипът откри също, че на Титан метановите дъждове са доста редки, срещащи се по-малко от веднъж на година на Титан - което работи до 29 и половина земни години. Но според Мичъл, който е и главният изследовател на изследователската група за моделиране на климата в Титан на UCLA, това е по-често, отколкото са очаквали. „Бих си помислил, че това ще бъдат събития веднъж на хилядолетие, дори и това“, каза той. "Така че това е доста изненада."
В миналото климатичните модели на Титан предполагаха, че течният метан обикновено се концентрира по-близо до полюсите. Но нито едно предишно проучване не е проучило как валежите могат да причинят транспорт и ерозия на утайки, нито показа как това би отчитало различни характеристики, наблюдавани на повърхността. В резултат на това проучване се предполага също, че регионалните промени в характеристиките на повърхността могат да бъдат причинени от регионални промени в валежите.
На всичкото отгоре, това проучване е показател, че Земята и Титан имат дори повече общи неща, отколкото се смяташе досега. На Земята контрастите на температурата са това, което води до интензивни сезонни метеорологични събития. В Северна Америка торнадо се среща през ранната до късната пролет, докато виелиците се появяват през зимата. Междувременно температурните колебания в Атлантическия океан са това, което води до урагани, образуващи се между лятото и есента.
По същия начин изглежда, че на Титан сериозните промени в температурата и влагата са това, което предизвиква екстремно време. Когато по-хладният, по-влажният въздух от по-високите ширини взаимодейства с по-топъл, по-сух въздух от по-ниските ширини, се получават интензивни дъждовни бури. Тези открития са важни и когато става въпрос за други тела в нашата Слънчева система, които имат алувиални вентилатори върху тях - като Марс.
В крайна сметка разбирането на връзката между валежите и планетарните повърхности може да доведе до нови разбирания за въздействието на климатичните промени върху Земята и другите планети. Такива знания също ще продължат да ни помагат да смекчим ефектите, които има тук, на Земята, където промените са само неестествени, но и внезапни и много опасни.
И кой знае? Някой ден това може дори да ни помогне да променим околната среда на други планети и тела, като по този начин ги направим по-подходящи за дългосрочно заселване на хора (известни още като тераформиране)!
