Песчаные дюны Титана. нажмите, чтобы увеличить
Когда они впервые заметили темные экваториальные области на Титане, исследователи подумали, что могут смотреть на океаны с жидким метаном. Изображения показывают огромные дюны, которые проходят параллельно друг другу на протяжении сотен километров. Мощная гравитация Сатурна вызывает слабые ветры на Титане, возможно, транспортируя песок через луну и осаждая его вокруг экватора.
Еще пару лет назад ученые считали, что темные экваториальные области Титана могут быть жидкими океанами.
Новые радарные свидетельства показывают, что они - моря, но моря песчаных дюн, подобные тем, что находятся в Аравийской или Намибийской пустынях, член Аризонского университета из группы радаров Кассини и его коллеги в журнале Science (5 мая).
Радарные снимки, сделанные, когда космический корабль Кассини пролетел на Титане в октябре прошлого года, показывают, что дюны высотой 330 футов (100 метров) проходят параллельно друг другу на протяжении сотен миль на экваторе Титана. По словам Ральфа Лоренца из Лунной и планетарной лаборатории UA, длина одного дюнного поля составляет более 930 миль (1500 км).
«Это странно, - сказал Лоренц. «Эти изображения с луны Сатурна выглядят так же, как радарные изображения Намибии или Аравии. Атмосфера Титана толще, чем у Земли, его гравитация ниже, его песок, безусловно, другой - все отличается, кроме физического процесса, который формирует дюны и образующийся ландшафт ».
Десять лет назад ученые считали, что луна Сатурна Титан находится слишком далеко от Солнца, чтобы иметь поверхностные ветры, управляемые солнечной энергией, достаточно мощные, чтобы лепить песчаные дюны. Они также предположили, что темные области на экваторе Титана могут представлять собой жидкие этановые океаны, которые будут задерживать песок.
Но с тех пор исследователи узнали, что мощная гравитация Сатурна создает значительные приливы в атмосфере Титана. Приливное воздействие Сатурна на Титан примерно в 400 раз больше, чем приливное притяжение нашей Луны на Земле.
Как впервые показали модели циркуляции пару лет назад, Лоренц сказал: «Очевидно, приливы преобладают в приповерхностных ветрах, потому что они настолько сильны во всей атмосфере, сверху вниз. Солнечные ветры сильны только высоко ».
Дюны, видимые радарами Кассини, представляют собой особый линейный или продольный тип, характерный для дюн, образованных ветрами, дующими с разных направлений. По словам Лоренца, приливы приводят к тому, что ветер меняет направление, когда они движутся по направлению к экватору.
И когда приливный ветер сочетается с зональным ветром Титана с запада на восток, как показывают снимки с радаров, он создает дюны, выровненные почти с запада на восток, за исключением гор, которые влияют на местное направление ветра.
«Когда мы увидели эти дюны на радаре, это стало иметь смысл», - сказал он. «Если вы посмотрите на дюны, то увидите, что приливные ветра могут несколько раз обдувать луну вокруг песка и превращать его в дюны на экваторе. Возможно, что приливные ветры переносят темные осадки из более высоких широт к экватору, образуя темный пояс Титана ».
Исследовательская модель Титана предполагает, что приливы могут создавать поверхностные ветры, которые достигают примерно одной мили в час (полметра в секунду). «Несмотря на то, что это очень слабый ветер, этого достаточно, чтобы раздувать зерна по земле в густой атмосфере Титана и в условиях низкой гравитации», - сказал Лоренц. Песок Титана немного грубее, но менее плотный, чем типичный песок на Земле или Марсе. «Эти зерна могут напоминать кофейную гущу».
Переменный приливный ветер в сочетании с зональным ветром Титана с запада на восток создает поверхностные ветры, которые в среднем составляют около одной мили в час (полметра в секунду). Средняя скорость ветра немного обманчива, потому что песчаные дюны не будут образовываться на Земле или Марсе при их средней скорости ветра.
Является ли зерно из органических твердых веществ, водяного льда или их смеси - загадка. Визуальный и инфракрасный спектрометр Cassini, возглавляемый Робертом Брауном из UA, может дать результаты по составу песчаных дюн.
Как образовался песок - это еще одна странная история.
Песок мог образоваться, когда жидкий метановый дождь разрушил частицы ледяной коренной породы. Исследователи ранее думали, что на Титане не достаточно дождей, чтобы разрушить многие коренные породы, но они думали в терминах среднего количества осадков.
Наблюдения и модели Титана показывают, что облака и дождь редки. Это означает, что отдельные штормы могут быть большими и все же приводить к низкому среднему количеству осадков, пояснил Лоренц.
Когда команда Descent Imager / Spectral Radiometer (DISR) под руководством UA произвела снимки, сделанные во время посадки зонда Гюйгенс на Титан в январе 2005 года, мир увидел в ландшафте овраги, русла рек и каньоны. Эти же особенности на Титане были замечены с помощью радара.
Эти особенности показывают, что, когда идет дождь на Титане, идет дождь в очень энергичных событиях, как это происходит в пустыне Аризоны, сказал Лоренц.
Энергетический дождь, который вызывает внезапные наводнения, может быть механизмом для производства песка, добавил он.
Кроме того, песок может поступать из органических твердых веществ, образующихся в результате фотохимических реакций в атмосфере Титана.
«Удивительно, что радар, который в основном предназначен для исследования поверхности Титана, так много говорит нам о том, как работают ветра на Титане», - сказал Лоренц. «Это будет важной информацией, когда мы вернемся на Титан в будущем, возможно, с воздушным шаром».
Международная группа ученых является соавтором научной статьи «Песчаные моря Титана: наблюдения Кассини за продольными дюнами». Они из Лаборатории реактивного движения, Калифорнийского технологического института, Геологической службы США - Флагстафф, Института планетных наук, Колледжа иезуитов Уилинга, Proxemy Research of Bowie, Md., Стэнфордский университет, Институт космических исследований Годдарда, Обсерватория Парижа, Международные исследования Школа планетарных наук, Университет Аннунцио, Facolt di Ingegneria, Universit La Sapienza, Политехнический университет Бари и Agenzia Spaziale Italiana. Джани Радебо и Джонатан Лунин из Лунной и планетарной лаборатории УА входят в число соавторов.
Миссия Кассини-Гюйгенс - совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, управляет миссией Дирекции научных миссий НАСА в Вашингтоне. Орбитальный аппарат Cassini был спроектирован, разработан и собран в JPL.
Источник: UA News Release
