Русская Википедия:Жидкость на Титане

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Файл:Liquid lakes on titan.jpg

Изображение углеводородных озёр на Титане, полученное радаром Кассини 22 июля 2006 (цвета условные)

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.

Учёные также предполагают наличие больших объёмов углеводородов под поверхностью спутника.

Поверхностные «водоёмы»

История исследования

Файл:Lacus Ontario.jpg

Инфракрасный снимок южного полюса Титана, на котором видно озеро Онтарио

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.

Файл:PIA12481 Titan specular reflection.jpg

Инфракрасный снимок солнечного блика в северном полушарии Титана

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. Первое свидетельство существования крупных углеводоёмов нашлось на инфракрасном снимке южного полюса, сделанном 6 июня 2005 года, на котором заметно большое тёмное пятно. 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. Эти данные позволили учёным в январе 2007 года уверенно заявить о наличии на Титане метановых озёр.

Также 8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм), которые учёные долго надеялись увидеть как основное доказательство наличия жидкости на поверхности.

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.

Для подробного исследования озёр Титана проектируется зонд TiME (Шаблон:Lang-en) в составе миссии Titan Saturn System Mission, запуск которой планируется на 2020 год.

Состав «вод»

Средняя температура на Титане составляет 93,7 К (−179,5 °C), а атмосферное давление у поверхности 146,7 кПа (1,45 атм). При таких условиях многие газы переходят в жидкое состояние. Предположительный молярный состав жидкости, наполняющей титанские «водоёмы»:

• 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).

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, 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.

По оценкам учёных, количество углеводородов в озёрах Титана в сотни раз превышает их содержание в недрах Земли.

Список морей и озёр

Файл:PIA09184 -Titan Sea and Lake Superior.jpg

Сравнение размеров моря Лигеи и земного озера Верхнего

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.
Море Лигеи	Ligeia Mare	Шаблон:Coord	500	Лигея — одна из сирен.
Море Пунги	Punga Mare	Шаблон:Coord	380	Пунга в мифологии маори — предок акул, скатов и ящериц.

Озёра

Озёра (Шаблон:Lang-la) — небольшие тёмные участки с чёткими очертаниями (впадины, заполненные жидкими углеводородами). Их названия происходят от названий земных озёр.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Озеро Абая	Abaya Lacus	Шаблон:Coord	65	Абая (Эфиопия)
Озеро Альбано	Albano Lacus	Шаблон:Coord	6	Альбано (Италия)
Озеро Атитлан	Atitlán Lacus	Шаблон:Coord	14	озеро Атитлан (Гватемала)
Озеро Больсена	Bolsena Lacus	Шаблон:Coord	100	озеро Больсена (Италия)
Озеро Венерн	Vänern Lacus	Шаблон:Coord	44	Венерн (Швеция)
Озеро Кардиель	Cardiel Lacus	Шаблон:Coord	22	Кардиель (Аргентина)
Озеро Кейюга	Cayuga Lacus	Шаблон:Coord	23	озеро Кейюга (США)
Озеро Киву	Kivu Lacus	Шаблон:Coord	78	Киву (озеро) (граница Руанды и ДРК)
Озеро Койтере	Koitere Lacus	Шаблон:Coord	68	Койтере (Финляндия)
Озеро Ладога	Ladoga Lacus	Шаблон:Coord	110	Ладожское озеро (Россия)
Озеро Ланао	Lanao Lacus	Шаблон:Coord	34	Ланао (Филиппины)
Озеро Локтак	Logtak Lacus	Шаблон:Coord	14	Локтак (Индия)
Озеро Маккай	Mackay Lacus	Шаблон:Coord	180	озеро Маккай (Австралия)
Озеро Миватн	Mývatn Lacus	Шаблон:Coord	55	Миватн (Исландия)
Озеро Ней	Neagh Lacus	Шаблон:Coord	98	Лох-Ней (Северная Ирландия)
Озеро Онайда	Oneida Lacus	Шаблон:Coord	51	озеро Онейда (США)
Озеро Онтарио	Ontario Lacus	Шаблон:Coord	235	Онтарио (озеро) (граница Канады и США)
Озеро Охрид	Ohrid Lacus	Шаблон:Coord	17	Охридское озеро (граница Македонии и Албании)
Озеро Севан	Sevan Lacus	Шаблон:Coord	47	Севан (Армения)
Озеро Сионаскейг	Sionascaig Lacus	Шаблон:Coord	143	Лох-Сионаскейг (Шотландия)
Озеро Сотонера	Sotonera Lacus	Шаблон:Coord	63	Сотонера (Испания)
Озеро Спарроу	Sparrow Lacus	Шаблон:Coord	81	Спарроу (Канада)
Озеро Товада	Towada Lacus	Шаблон:Coord	24	Товада (озеро) (Япония)
Озеро Увс	Uvs Lacus	Шаблон:Coord	27	Убсу-Нур (Монголия)
Озеро Урмия	Urmia Lacus	Шаблон:Coord	29	Урмия (Иран)
Озеро Уэйкэр	Waikare Lacus	Шаблон:Coord	52	Уэйкэр (Новая Зеландия)
Озеро Фейа	Feia Lacus	Шаблон:Coord	47	Фейа, Бразилия
Озеро Фримен	Freeman Lacus	Шаблон:Coord	26	Фримен (озеро) (США)
Озеро Хунин	Junín Lacus	Шаблон:Coord	6	озеро Хунин (Перу)
Озеро Цзинбо	Jingpo Lacus	Шаблон:Coord	240	Цзинбо (Китай)
Озеро Мюггель	Müggel Lacus	Шаблон:Coord	170	Мюггельзе (Германия)
Озеро Хаммар	Hammar Lacus	Шаблон:Coord	200	Эль-Хаммар (Ирак)
Озеро Червено	Crveno Lacus	Шаблон:Coord	41	Красное озеро (Хорватия)

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)
Лакуна Велико	Veliko Lacuna	Шаблон:Coord	93	Велико (Босния и Герцеговина)
Лакуна Джерид	Jerid Lacuna	Шаблон:Coord	43	Шотт-эль-Джерид (Тунис)
Лакуна Мельгир	Melrhir Lacuna	Шаблон:Coord	23	Шотт-Мельгир (Алжир)
Лакуна Нгами	Ngami Lacuna	Шаблон:Coord	37	Нгами (Ботсвана)
Лакуна Рейстрек	Racetrack Lacuna	Шаблон:Coord	10	Рейстрек-Плайя (США)
Лакуна Уюни	Uyuni Lacuna	Шаблон:Coord	27	Солончак Уюни (Боливия)
Лакуна Эйр	Eyre Lacuna	Шаблон:Coord	25	озеро Эйр (Австралия)
Лакуна Кач	Kutch Lacuna	Шаблон:Coord	175	Озеро Кач (граница Индии и Пакистана)
Лакуна Накуру	Nakuru Lacuna	Шаблон:Coord	188	Озеро Накуру (Кения)
Лакуна Войтчугга	Woytchugga Lacuna	Шаблон:Coord	450	Войтчугга (Австралия)

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
Каналы Вид	Vid Flumina	Шаблон:Coord	158	Вид в скандинавской мифологии — одна из 12 эливагарских рек
Каналы Келадон	Celadon Flumina	Шаблон:Coord	160	Келадон — река в «Илиаде»
Канал Ксанф	Xanthus Flumen	Шаблон:Coord	78	Ксанф (Ксант) — река в «Илиаде»
Канал Карес	Karesos Flumen			Карес — река в «Илиаде»
Канал Сарасвати	Saraswati Flumen			Сарасвати (Ксант) — река в индуистской мифологии
Канал Хубур	Hubur Flumen

Заливы

Залив (Шаблон:Lang-la) — часть моря или озера.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
	Arnar Sinus
	Flensborg Sinus
	Gabes Sinus
	Kumbaru Sinus
	Moray Sinus
	Nicoya Sinus
	Okahu Sinus
	Patos Sinus
	Puget Sinus
	Rombaken Sinus
	Skelton Sinus
	Trold Sinus
	Tunu Sinus
	Wakasa Sinus
	Walvis Sinus

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.
Пролив Хардина	Hardin Fretum	Шаблон:Coord	246	Сальвор Хардин — персонаж романа «Основание», первый мэр планеты Терминус.
Пролив Селдона	Seldon Fretum	Шаблон:Coord	67	Гэри Селдон — главный герой основной трилогии, создатель вымышленной науки психоистории, первый министр Галактической Империи.
Пролив Тревайза	Trevize Fretum	Шаблон:Coord	173	Голан Тревайз — герой романов «Кризис Основания» и «Основание и Земля», совета планеты Терминус.

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. Мощное приливное действие Сатурна может привести к разогреву ядра и поддержанию достаточно высокой температуры для существования жидкой воды. 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.

Предполагается, что в воде содержится значительное количество аммиака (около 10 %), который действует на воду как антифриз, то есть понижает температуру её замерзания. В сочетании с высоким давлением, оказываемым корой спутника, это может являться дополнительным условием существования подповерхностного океана.

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. 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.

См. также

• Атмосфера Титана

Ссылки

• Черные моря Титана (научно-популярная статья)
• Учёные открыли удивительную изменчивость озёр Титана Шаблон:Wayback Membrana.ru