Русская Википедия:Жидкость на Титане
Жидкость на Титане представлена естественными резервуарами на поверхности Титана, наполненными, предположительно, смесью жидких углеводородов, в основном метана и этана, а также подповерхностным океаном, содержащим, предположительно, жидкую воду со значительным содержанием аммиака и экстремально высокой солёностью.
Озёра сосредоточены в приполярных областях, причём крупнейшие из них, называемые морями, находятся только в северном полушарии Титана. Такую асимметрию учёные объясняют тем, что, когда в южном полушарии Титана лето, Сатурн находится вблизи перигелия, то есть лето там более «жаркое», чем в северном[1].
Учёные также предполагают наличие больших объёмов углеводородов под поверхностью спутника[2].
Поверхностные «водоёмы»
История исследования
Впервые предположение о возможности существования на Титане углеводородных озёр (углеводоёмов) было сделано на основе анализа данных, полученных АМС Вояджер 1 и Вояджер 2. Сопоставив состав, плотность и температуру атмосферы Титана, учёные сделали вывод, что на спутнике могут присутствовать углеводороды в жидком состоянии. Эта гипотеза подтвердилась в 1995 году, когда при помощи телескопа Хаббл в атмосфере Титана был обнаружен жидкий метан, хотя его количество на поверхности оставалось неясным[3].
Окончательное подтверждение наличия на Титане крупных углеводоёмов было получено благодаря проекту «Кассини-Гюйгенс». Хотя снимки, полученные при спуске зонда «Гюйгенс», который сел вблизи экватора Титана, не обнаружили каких-либо значительных объёмов жидкости, рельеф поверхности явно свидетельствовал о воздействии на него жидкости в прошлом[4]. Первое свидетельство существования крупных углеводоёмов нашлось на инфракрасном снимке южного полюса, сделанном 6 июня 2005 года, на котором заметно большое тёмное пятно[5]. Радарное зондирование поверхности спутника с борта станции Кассини, проведённое 22 июля 2006 года, выявило в северном полушарии большие области с резко очерченными границами, которые сильно поглощали радиоволны[6]. Эти данные позволили учёным в январе 2007 года уверенно заявить о наличии на Титане метановых озёр[7][8].
Также 8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм),[9] которые учёные долго надеялись увидеть как основное доказательство наличия жидкости на поверхности[10].
В 2013 году с помощью радара «Кассини» были исследованы сети соединённых с морем Лигеи каналов Вид, которое показало, что их поверхность является такой же тёмной, как у углеводородных морей. Более поздний анализ этих данных подтвердил: блеск на их поверхности указывает на то, что они сейчас заполнены жидкостью[11][12].
Для подробного исследования озёр Титана проектируется зонд TiME (Шаблон:Lang-en) в составе миссии Titan Saturn System Mission, запуск которой планируется на 2020 год.[13]
Состав «вод»
Средняя температура на Титане составляет 93,7 К (−179,5 °C),[14] а атмосферное давление у поверхности 146,7 кПа (1,45 атм)[15]. При таких условиях многие газы переходят в жидкое состояние. Предположительный молярный состав жидкости, наполняющей титанские «водоёмы»[16][17]:
- жидкий этан: 76÷79 %
- жидкий пропан: 7÷8 %
- жидкий метан: 5÷10 %
- жидкий бутилен: 1 %
- жидкие аргон, азот, угарный газ, водород: менее 1 %.
Также в жидкости растворены твёрдые (при данных температурах и давлении) вещества (в молярных долях):
- циановодород: 2÷3 % (насыщенный раствор)
- бутан: 1 %
- ацетилен: 1 %
- бензол, метилцианид, углекислый газ: менее 1 %
Поскольку смесь состоит из сжиженных газов с разной температурой кипения, то её состав меняется в зависимости от температуры: при нагревании уменьшается концентрация более летучих веществ (метан, азот) и увеличивается концентрация менее летучих (пропан, бутен). Поэтому состав жидкости на полюсах (где 90 К) отличается от состава на более тёплом экваторе (где 93,65 К)[17].
Поскольку температура на Титане близка к температуре кристаллизации метана (−182,5 °C) и этана (−183,3 °C), то в озёрах может присутствовать также углеводородный лёд. Плотность смеси углеводородов в озёрах составляет примерно 516,3 кг/м³,[2] что значительно меньше плотности твёрдых метана и этана, поэтому углеводородный лёд в этих озёрах будет тонуть, а не всплывать на поверхность. Однако, учёные предполагают, что при определённых условиях на поверхности озёр всё же могут образовываться плавучие льдины. Такой лёд должен быть насыщен газом (более 5 %) чтобы оставаться на поверхности озера, а не опускаться на дно[18].
По оценкам учёных, количество углеводородов в озёрах Титана в сотни раз превышает их содержание в недрах Земли[19].
Список морей и озёр
На сегодняшний день многие углеводоёмы получили собственные названия.
Моря
Морями (Шаблон:Lang-la) называются наиболее крупные углеводоёмы Титана. Они получили свои названия по именам мифических морских существ.
Русское название | Латинское название | Координаты | Размер, км | Происхождение названия | # |
---|---|---|---|---|---|
Море Кракена | Kraken Mare | Шаблон:Coord | 1170 | Кракен — мифический монстр из рассказов скандинавских мореходов. | [20] |
Море Лигеи | Ligeia Mare | Шаблон:Coord | 500 | Лигея — одна из сирен. | [21] |
Море Пунги | Punga Mare | Шаблон:Coord | 380 | Пунга в мифологии маори — предок акул, скатов и ящериц. | [22] |
Озёра
Озёра (Шаблон:Lang-la) — небольшие тёмные участки с чёткими очертаниями (впадины, заполненные жидкими углеводородами). Их названия происходят от названий земных озёр.
Лакуны
Лакуны (Шаблон:Lang-la) — объекты, похожие на озёра, но лучше отражающие радиоволны, что говорит об их малой глубине либо полном отсутствии жидкости. Их названия происходят от названий земных солончаков и пересыхающих озёр.
Русское название | Латинское название | Координаты | Размер, км | Происхождение названия | # |
---|---|---|---|---|---|
Лакуна Атакама | Atacama Lacuna | Шаблон:Coord | 36 | солончаки пустыни Атакама (Чили) | [56] |
Лакуна Велико | Veliko Lacuna | Шаблон:Coord | 93 | Велико (Босния и Герцеговина) | [57] |
Лакуна Джерид | Jerid Lacuna | Шаблон:Coord | 43 | Шотт-эль-Джерид (Тунис) | [58] |
Лакуна Мельгир | Melrhir Lacuna | Шаблон:Coord | 23 | Шотт-Мельгир (Алжир) | [59] |
Лакуна Нгами | Ngami Lacuna | Шаблон:Coord | 37 | Нгами (Ботсвана) | [60] |
Лакуна Рейстрек | Racetrack Lacuna | Шаблон:Coord | 10 | Рейстрек-Плайя (США) | [61] |
Лакуна Уюни | Uyuni Lacuna | Шаблон:Coord | 27 | Солончак Уюни (Боливия) | [62] |
Лакуна Эйр | Eyre Lacuna | Шаблон:Coord | 25 | озеро Эйр (Австралия) | [63] |
Лакуна Кач | Kutch Lacuna | Шаблон:Coord | 175 | Озеро Кач (граница Индии и Пакистана) | [64] |
Лакуна Накуру | Nakuru Lacuna | Шаблон:Coord | 188 | Озеро Накуру (Кения) | [65] |
Лакуна Войтчугга | Woytchugga Lacuna | Шаблон:Coord | 450 | Войтчугга (Австралия) | [66] |
Каналы
Каналы (Шаблон:Lang-la) — система каналов, по которым, вероятно, текут жидкие углеводороды.
Русское название | Латинское название | Координаты | Размер, км | Происхождение названия | # |
---|---|---|---|---|---|
Каналы Эливагар | Elivagar Flumina | Шаблон:Coord | 260 | Эливагар в скандинавской мифологии — 12 ядовитых ледяных потоков | [67] |
Каналы Вид | Vid Flumina | Шаблон:Coord | 158 | Вид в скандинавской мифологии — одна из 12 эливагарских рек | [68] |
Каналы Келадон | Celadon Flumina | Шаблон:Coord | 160 | Келадон — река в «Илиаде» | [69] |
Канал Ксанф | Xanthus Flumen | Шаблон:Coord | 78 | Ксанф (Ксант) — река в «Илиаде» | [70] |
Канал Карес | Karesos Flumen | Карес — река в «Илиаде» | [71] | ||
Канал Сарасвати | Saraswati Flumen | Сарасвати (Ксант) — река в индуистской мифологии | [72] | ||
Канал Хубур | Hubur Flumen | [73] |
Заливы
Залив (Шаблон:Lang-la) — часть моря или озера.
Русское название | Латинское название | Координаты | Размер, км | Происхождение названия | # |
---|---|---|---|---|---|
Arnar Sinus | [74] | ||||
Flensborg Sinus | [75] | ||||
Gabes Sinus | [76] | ||||
Kumbaru Sinus | [77] | ||||
Moray Sinus | [78] | ||||
Nicoya Sinus | [79] | ||||
Okahu Sinus | [80] | ||||
Patos Sinus | [81] | ||||
Puget Sinus | [82] | ||||
Rombaken Sinus | [83] | ||||
Skelton Sinus | [84] | ||||
Trold Sinus | [85] | ||||
Tunu Sinus | [86] | ||||
Wakasa Sinus | [87] | ||||
Walvis Sinus | [88] |
Проливы
Пролив (Шаблон:Lang-la) — узкий участок жидкости, соединяющий два больших резервуара. Они получили свои названия в честь героев произведений Айзека Азимова из цикла «Основание».
Русское название | Латинское название | Координаты | Размер, км | Происхождение названия | # |
---|---|---|---|---|---|
Пролив Бейты | Bayta Fretum | Шаблон:Coord | 165 | Бейта Дарелл — персонаж романа «Основание и Империя», жена торговца Трана Дарелла и бабушка Аркадии Дарелл. | [89] |
Пролив Хардина | Hardin Fretum | Шаблон:Coord | 246 | Сальвор Хардин — персонаж романа «Основание», первый мэр планеты Терминус. | [90] |
Пролив Селдона | Seldon Fretum | Шаблон:Coord | 67 | Гэри Селдон — главный герой основной трилогии, создатель вымышленной науки психоистории, первый министр Галактической Империи. | [91] |
Пролив Тревайза | Trevize Fretum | Шаблон:Coord | 173 | Голан Тревайз — герой романов «Кризис Основания» и «Основание и Земля», совета планеты Терминус. | [92] |
Карта северной полярной области Титана
Файл:PIA17655 crop Titan north polar seas and lakes.jpg Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения Шаблон:Метка изображения
Подповерхностный океан
Ряд учёных выдвинули гипотезу о существовании на Титане глобального подповерхностного океана[93]. Мощное приливное действие Сатурна может привести к разогреву ядра и поддержанию достаточно высокой температуры для существования жидкой воды[94]. Сравнение снимков «Кассини» за 2005 и 2007 годы показало, что детали ландшафта сместились примерно на 30 км. Поскольку Титан всегда повёрнут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная кора отделена от основной массы спутника глобальной жидкой прослойкой[94].
Предполагается, что в воде содержится значительное количество аммиака (около 10 %), который действует на воду как антифриз[95], то есть понижает температуру её замерзания. В сочетании с высоким давлением, оказываемым корой спутника, это может являться дополнительным условием существования подповерхностного океана[96][97].
Согласно данным, обнародованным в конце июня 2012 году и собранным ранее КА «Кассини», под поверхностью Титана (на глубине около 100 км) действительно должен находиться океан, состоящий из воды с возможным небольшим количеством солей[98]. В результатах нового исследования, опубликованных в 2014 году и основанных на гравитационной карте спутника, построенной на основании данных, собранных «Кассини», учёные высказали предположение, что жидкость в океане спутника Сатурна отличается повышенной плотностью и экстремальной солёностью. Скорее всего, она представляет собой рассол, в состав которого входят соли, содержащие натрий, калий и серу. Кроме того, в разных районах спутника глубина океана варьирует — в одних местах вода промерзает, изнутри наращивая ледяную корку, покрывающую океан, и слой жидкости в этих местах практически не сообщается с поверхностью Титана. Сильная солёность подповерхностного океана делает практически невозможным существование в нём жизни.[99]
См. также
Примечания
Ссылки
- Черные моря Титана (научно-популярная статья)
- Учёные открыли удивительную изменчивость озёр Титана Шаблон:Wayback Membrana.ru
Шаблон:Жидкость на Титане Шаблон:Титан
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 2,0 2,1 Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite press release
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Книга
- ↑ Астрономы установили химический состав озёр на Титане Шаблон:Wayback — Lenta.ru
- ↑ 17,0 17,1 Шаблон:Cite arXiv
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:GPN
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 94,0 94,1 David Shiga, Titan’s changing spin hints at hidden ocean Шаблон:Wayback, New Scientist, 20 March 2008
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite web// «Троицкий вариант — Наука», № 12, 2008.
- ↑ Шаблон:Cite web на freescince.narod.ru
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web