دانشمندان شگفتی‌های جدیدی در مورد دریاچه‌های تیتان پیدا کرده‌اند

 اطلاعات مربوط به دریاچه‌های تیتان، که توسط فضاپیمای کاسینی (که ماموریت آن در سال 2017 به پایان رسید) جمع آوری شده است، به درک ما از چرخه هیدرولوژیکی زحل کمک می‌کند که به نحوی شبیه به زمین با یک استثنای بزرگ می‌باشد. طبق یافته‌های‌ جدید، دریاچه‌های نزدیک قطب شمال تیتان به طرز شگفت‌آوری عمیق هستند و در بالای تپه‌ها و تخت‌تپه‌ها (تپه‌های با قله مسطح و دامنه پرشیب) واقع شده‌اند.

تصویر مادون قرمز از دریاها و دریاچه‌ها در نیمکره شمالی تیتان، که توسط کاسینی در سال 2014 گرفته شده است. نور خورشید را می‌توان از قسمت جنوبی بزرگترین دریای تیتان به نام کراکن دید. تصویر از  NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho

بزرگترین ماه زحل، تیتان، تنها جهان در منظومه شمسی ما در کنار زمین است که به حضور اجسام مایع در سطح آن شناخته شده است. دانشمندان شواهد قطعی بر آن را در سال 2007، براساس داده‌های فضاپیمای کاسینی ناسا، اعلام کردند. سطوح آبی که بزرگ هستند به عنوان maria (دریاها) و کوچک‌ها به عنوان lacus (دریاچه‌ها) شناخته می‌شوند. در حال حاضر ثابت شده است که چرخه هیدرولوژیکی تیتان به طرز شگفت‌انگیزی مشابه به زمین می‌باشد، با یک استثنا بزرگ: مواد مایع در سطح تیتان به جای آب، مایع متان / اتان می‌باشد. به طور خاص، نیمکره شمالی قمر، دارای ده‌ها دریاچه کوچکتر در نزدیکی قطب آن است، و اکنون دانشمندان دریافته‌اند که به طرز شگفت‌آوری عمیق هستند و در بالای تپه‌ها و تخت‌تپه‌ها واقع شده‌اند. این مشاهدات از اطلاعات جمع آوری شده در آخرین پرواز نزدیک به سطح تیتان در طی مأموریت کاسینی، که در سال 2017 به پایان رسید، بدست آمده است.

یافته‌های جدید بررسی شده توسط پژوهشگران در 15 آوریل 2019 در نیچر آسترونومی منتشر شد.

دانشمندان تصور می‌کردند که دریاچه‌ها یک ترکیب تقریبا مساوی از متان و اتان، مانند دریاهای بزرگتر داشته باشند. این مورد با یک دریاچه بزرگ در نیمکره جنوبی به نام انتاریو لاکوس است. اما دانشمندان با تعجب دریافته‌اند که دریاچه‌ها در نیمکره شمالی تقریبا به طور کامل از متان تشکیل شده‌اند. مارکو ماستروکیوسپ، نویسنده‌ی اصلی، دانشمند رادار کاسینی در کلتچ، توضیح داد:

هر زمان که اکتشافاتی در تیتان انجام می‌دهیم، تیتان بیشتر و بیشتر مرموز می‌شود. اما اندازه‌گیری‌های جدید کمک می‌کند تا به چند سوال اصلی پاسخ دهیم. در واقع می‌توانیم هیدرولوژی تیتان را بهتر درک کنیم.

نقشه دریاها و دریاچه‌های تیتان در نیمکره شمالی. تصویر از JPL-Caltech / NASA / ASI / USGS.

اما در حالی که ممکن است به برخی سوالات پاسخ داده شود، سوالات دیگر جدیدی نیز مطرح می‌شود. چرا بین دریاچه‌ها در نیمکره شمالی و جنوبی تفاوت وجود دارد؟ همچنین، هیدرولوژی در یک طرف نیمکره شمالی به نظر می‌رسد بسیار متفاوت‌تر از طرف دیگر است. چرا؟ در سمت شرقی، دریاهای بزرگتر را با ارتفاع کم، ژرف‌دره و جزایر مشاهده می‌کنید. اما در سمت غربی دریاچه‌های کوچکتر  در بالای تپه‌ها و تخت‌تپه‌ها قرار دارند. بعضی از این دریاچه‌ها عمیق‌تر از 300 فوت (100 متر) هستند،  که با توجه به اندازه‌های کوچک آنها، تعجب‌برانگیز است. همانطور که توسط دانشمند کاسینی و جاناتان لوینین از دانشگاه کرنل یاد شده است:

به نظر می‌رسد که شما به قطب شمال زمین نگاه می‌کردید و می‌دیدید که آمریکای شمالی دارای محیط کاملا متفاوتی از لحاظ منابع آبی نسبت به آسیا می‌باشد.

Cenote Sagrado (Sacred Cenote) در نزدیکی چچن ایتزا، یکی از شناخته شده‌ترین دریاچه‌های کارست (یا sinkhole) در یوکاتان است. تصور می‌شود که دریاچه‌های کارست شبیه دریاچه‌های عمیق متان در تیتان هستند. تصویر از  Emil Kehnel/Wikipedia/CC BY 3.0.

یافته‌ها نشان می‌دهد که چطور منظره بیگانه تیتان هنوز زمین‌مانند است، حتی در نگاه اول، غیرمعمولتر است. دریاچه‌های بسیار عمیق چطور به صورت تخت‌تپه و یا فلات بلند دیده می‌شوند، این امر نشان می‌دهد که آنها زمانی تشکیل شده‌اند که زمین‌های اطراف یخ و  مواد ارگانیک جامد شیمیایی حل شده و فرو ریختند. این دریاچه‌های تیتان یادآور دریاچه‌های کارست بر روی زمین هستند وقتی که در اثر سقوط غارهای زیرزمینی، شکل می‌گیرند. با این حال، در همسایگان زمین، آب سنگ آهک، سنگ گچ یا دولومیت را نیز حل می‌کند.

این یک نمونه عالی از چرخه‌ی هیدرولوژیکی است – پردازش زمین‌شناسی در تیتان همچنین می‌تواند پدیده‌های شبیه زمینی، در عین حال منحصر به فرد تیتان را مشخص کند. به طرق مختلف، تیتان بسیار شبیه به زمین به نظر می‌رسد، اما سازوکارهای پایه و ترکیب مواد در این مکان در منظومه شمسی، بسیار متفاوت است.

کاسینی همچنین نوع دیگری از دریاچه را در تیتان را مشاهده کرد. داده های رادار و مادون قرمز از دریاچه‌ها نشان دادند که سطح مایعات به طور قابل توجهی متفاوت است. این نتایج در یک مقاله جداگانه در نیچر آسترونومی منتشر شده است. به گفته شانون مک کینزی، دانشمند سیاره‌ای در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز، این تغییرات ممکن است فصلی باشد:

یک احتمال این است که این امر می‌تواند به خاطر عمق کم مایع باشد که در طول فصل، تبخیر و شده و یا به زیر زمین نفوذ می‌کند.

تصاویر کاسینی دریاچه‌های کوچکی در Arrakis Planitia در سال‌های 2004 تا 2005 را نشان می‌دهد. به نظر می‌رسد این دریاچه‌ها گذرا هستند، به نظر می‌رسد مایعاتی که دریاچه‌ها را پر می‌کنند، قبل از ورود به دریاچه تبخیر و یا دوباره به زمین نفوذ می‌کنند. تصویر از NASA/JPL/Space Science Institute

سرنوشت دریاچه‌های عمیق و گذرا حاکم بر سناریویی است که باران متان / اتان برای تامین خوراک دریاچه ها دارد که پس از آن که به اتمسفر  وارد شد به زیر زمین نفوذ می‌کند و مخازن مایع را در زیر سطح قرار می دهد و یا تبخیر می‌شود. این یک چرخه کامل هیدرولوژیکی است، اما در محیط سردتری از زمین، جایی که متان و اتان می‌تواند مایع باشد و آب در قالب یخ سنگ سخت باشد.

حضور دریاچه‌ها و دریاها در تیتان، پرسش دیگری را مطرح می‌کند. ممکن است هر نوع زندگی وجود داشته باشد؟ بعضی از دانشمندان معتقدند که حداقل می‌تواند موجودات میکروسکوپی وجود داشته باشد، علی‌رغم شرایط سخت در مقایسه با زمین، متان / اتان مایع به همان شیوه‌ ممکن است باعث ایجاد زندگی شوند. چنین زندگی‌ای باید در شرایطی که برخلاف زمین وجود دارد، تکامل یابد، اما این یک فرصت جذاب است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Scientists find new surprises about Titan’s lakes

Posted by Paul Scott Anderson in SPACE | April 23, 2019

https://earthsky.org/space/scientists-find-new-surprises-about-titans-lakes