اختتمت مهمة كاسيني إلى زحل وأقماره في عام 2017 ، عندما تم إرسال المركبة الفضائية تغرق في عملاق الغاز لتلبية نهايتها. ولكن لا يزال هناك الكثير من البيانات من المهمة لإبقاء العلماء مشغولين. اكتشف فريق من العلماء الذين يعملون مع بيانات كاسيني اكتشافًا مدهشًا: بحيرات تيتان المليئة بالميثان أعمق بكثير وأكثر غرابة مما كان متوقعًا.
تيتان عالم غير عادي. إنه الجسم الوحيد ، بخلاف الأرض ، الذي يحتوي على سائل على سطحه. يشك العلماء في أن بعض أقمار النظام الشمسي الأخرى ، مثل إنسيلادوس ويوروبا ، لديها محيطات سائلة. لكن هذه المحيطات هي محيطات مائية تحت سطح الأرض. فقط تيتان لديها بحيرات من الهيدروكربونات السائلة.
خلال طيران كاسيني الأخير في تيتان ، وجهت رادارها إلى بعض بحيرات القمر السائلة. تشير البيانات إلى أن هذه البحيرات يصل عمقها إلى 100 متر (300 قدم). البيانات من تلك الأيام الأخيرة تسلط ضوءًا جديدًا على دورة تيتان الهيدروكربونية.
وتأتي الدراسة التي تفصل هذه النتائج من ورقتين منشورتين في مجلة Nature Astronomy. الأولى هي "بحيرات عميقة وغنية بالميثان على تيتان". تضم هذه الدراسة المؤلف الرئيسي ماركو ماستروجيوسيب ، عالم رادار كاسيني في كالتيك في باسادينا ، كاليفورنيا. الدراسة الثانية تسمى
"قضية التغيرات السطحية الموسمية في منطقة بحيرة تيتان" تتميز بالمؤلف الرئيسي شانون ماكنزي ، عالم الكواكب في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في لوريل ، ميريلاند.
عن تلك البحيرات العميقة
أعطتنا البيانات من تحقيقات فوييجر أول تلميح لنا بأن تيتان لديها بحيرات سائلة. لكن هذه البيانات كانت استنتاجية فقط: فقد أظهرت أن تيتان لديها الظروف المناسبة لوجودها. يجب أن يكون الجو باردًا جدًا لكي تتواجد الهيدروكربونات في حالتها السائلة. بعد أن بدأ تلسكوب هابل الفضائي في العمل ، قدم لنا دليلاً مباشرًا على وجود البحيرات ، حوالي عام 1995. كما دعمت الملاحظات الأخرى الفكرة أيضًا.
لكن في الأيام الأولى لفرضية بحيرات تيتان ، لم نكن متأكدين مما إذا كانت تحتوي على بحيرات أو محيطات أكبر بكثير. وصلت كاسيني إلى زحل في عام 2004 ، وعلى الرغم من أنها لم تر أي بحيرات سائلة على الفور ، إلا أنها عثرت عليها في النهاية في القطبين ، حيث اشتبه العلماء في أنها قد تكون موجودة.
منذ ذلك الحين ، تم العثور على العديد من البحيرات والبحار في تيتان ، وهناك الكثير من الصور لها.
"في كل مرة نقوم فيها باكتشافات على Titan ، يصبح Titan أكثر غموضاً."
ماركو ماستروجيوسيب ، المؤلف الرئيسي وعالم رادار كاسيني في كالتيك في باسادينا ، كاليفورنيا.
لقد تعلم العلماء الكثير عن تيتان ، خاصة من مهمة كاسيني. لكن هذه الدراسات الجديدة تمضي أبعد من ذلك. وهم يخبروننا بأكثر من مجرد أعماق البحار الهيدروكربونية لتيتان.
علمنا بالفعل أن البحار الشمالية مليئة بالميثان. لكن العلماء فوجئوا عندما وجدوا أن البحيرات الأصغر حجمًا كانت مليئة بالميثان أيضًا ، حيث توقعوا العثور على الإيثان ، وهو هيدروكربون أثقل. تسلط النتائج ضوءًا جديدًا على دورة تيتان الهيدروكربونية.
تعمل دورة الهيدروكربون على تيتان بشكل مشابه للدورة الهيدرولوجية على الأرض. في كلتا الحالتين ، يشكل التبخر غيومًا تسقط في النهاية على السطح ، وتشكل أنهارًا تتدفق إلى بحيرات هيدروكربونية. على تيتان ، يتبخر السائل بالقرب من المناطق الاستوائية ثم يودع كسائل في المناطق القطبية.
قال المؤلف الرئيسي ماركو ماستروجيوسيب ، عالم رادار كاسيني في كالتيك في باسادينا ، كاليفورنيا: "في كل مرة نقوم فيها باكتشافات على تيتان ، يصبح تيتان أكثر غموضاً". "لكن هذه القياسات الجديدة تساعد على إعطاء إجابة على بعض الأسئلة الرئيسية. يمكننا الآن أن نفهم بشكل أفضل هيدرولوجيا تيتان ".
لكن انتظر. تحصل على أغرب.
تيتان غريب فقط. لديها ملامح الأرض التي تم نحتها بنفس الطريقة التي تكون بها على الأرض ، ولكن مع الهيدروكربونات السائلة. لكن الأمر مختلف في العديد من الطرق المحيرة. تظهر البيانات الجديدة أن دورة الهيدروكربونات على جانب واحد من المنطقة القطبية الشمالية مختلفة عن الجانب الآخر.
على الجانب الغربي من تيتان ، توجد بحيرات صغيرة ، بعضها لا يتجاوز عرضه 10 أميال. ستكون فوق مستوى سطح البحر ، وتطفو فوق التلال والهضاب الكبيرة. ترسم البيانات صورة أخرى من عالم الميسا والأرداف تبرز مئات الأقدام إلى ما وراء المناطق المحيطة ، مع وجود بحيرات هيدروكربونية عميقة في الأعلى.
ومع ذلك ، يتميز الجانب الشرقي من تيتان ببحار كبيرة منخفضة ، مع الأخاديد والجزر. لماذا تختلف كثيرا؟
قال المؤلف المشارك في الدراسة جوناثان لونين ، عالم كاسيني من جامعة كورنيل: "يبدو الأمر كما لو كنت تنظر إلى القطب الشمالي للأرض ويمكن أن ترى أن أمريكا الشمالية لديها بيئة جيولوجية مختلفة تمامًا عن الأجسام السائلة عن آسيا".
قد ينزل إلى الجيولوجيا الكامنة. يعتقد العلماء أنها تشكلت عندما انحلت الكتلة الأساسية للجليد والمواد العضوية الصلبة وانهارت كيميائياً. إنه مشابه لبعض المناطق الأرضية في ألمانيا والولايات المتحدة وأماكن أخرى ، حيث تتشكل ميزات تسمى بحيرات كارستية عندما يذوب الماء حجر الأساس من الحجر الجيري.
تظهر البيانات الجديدة أيضًا أن Titan قد يحتوي على بحيرات عابرة. تظهر بيانات كل من الرادار والأشعة تحت الحمراء هذه البحيرات ، مع تقلب مستويات السائل فيها بشكل كبير في فترات زمنية قصيرة. شانون ماكنزي ، المؤلف الرئيسي لـ
يعتقد "حالة التغيرات الموسمية على السطح في منطقة بحيرة تيتان" أن التغييرات المدفوعة موسمياً تفسر هذه البحيرات العابرة.
وقالت: "أحد الاحتمالات هو أن هذه السمات العابرة يمكن أن تكون أجسامًا ضحلة من السائل تبخرت على مدار الموسم وتسللت إلى السطح".
وبالجمع معًا ، ترسم كلتا الورقتين صورة لدورة الهيدروكربون على تيتان حيث تغذي الأمطار الهيدروكربونية البحيرات ، التي تخضع بعد ذلك للتبخر. ولكن ليس التبخر فقط ؛ من المحتمل أن يتسرب بعض السائل إلى تحت سطح الأرض ، مما يترك خزانات هيدروكربونات سائلة تحت السطح.
ملامح سطح تيتان محاطة بجو القمر السميك الذي يصعب اختراقه. تم جمع البيانات وراء هذه الدراسات إلى حد كبير بواسطة الرادار ، وتم الحصول على معظمها أثناء تحليق كاسيني الأخير للقمر في أبريل 2017. علم فريق كاسيني أن هذه كانت فرصتهم الأخيرة للنظر في بحيرات تيتان الصغيرة ، ويشعرون أنهم قاموا أفضل ما في الأمر.
قال لونين: "كانت هذه آخر رحلة من كاسيني إلى تيتان ، وكان ذلك حقًا إنجازًا رائعًا".
مصادر:
- بيان صحفي: كاسيني من وكالة ناسا تكشف عن مفاجآت مع بحيرات تيتان
- ورقة بحثية: حالة التغيرات الموسمية السطحية في منطقة بحيرة تيتان
- ورقة بحث: بحيرات عميقة وغنية بالميثان على تيتان
