Озёра и моря Титана
Водоёмы Титана (Углеводоёмы / Метаноёмы Титана) — естественные образования на Титане, спутнике Сатурна, представляющие собой резервуары находящихся в жидкой фазе углеводородов, эти образования называют метановыми озёрами, морями и реками.
Моря Титана содержат в себе значительные количества этана[1].
Общие сведения[править]
Титан — второй по величине спутник в Солнечной системе, превышающий по размеру Луну. Титан имеет плотную атмосферу[2].
Титан — единственное тело Солнечной системы, кроме Земли, где имеются жидкие среды. Эти жидкие субстанции, называемые морями или озёрами, состоят из метана и этана. На Титане эти газы существуют в жидком состоянии, благодаря температуре −188,4°С. По этой причине, водоёмы Титана правильнее называть углеводоёмами и/или метаноёмами и/или этаноёмами.
Интересно, что на озёрах Титана наблюдаются куски «льда», который поднялся на поверхность благодаря насыщению пузырьками азота. Углеводородный лёд всплывает при температуре, близкой к 90,4 градусам Кельвина (−183°С), при которой и образуется. Когда температура опускается ещё ниже, содержание пузырьков азота в льдинах становится меньше 5%, так что льды тонут. В результате ледовый покров окружает жидкий метан как снизу, так и сверху[3].
Озёра Титана сосредоточены в приполярных областях спутника, причём крупнейшие из них (называемые морями), находятся только в северном полушарии Титана. Данная асимметрия видимо объясняется тем, что, когда в южном полушарии Титана лето, Сатурн находится вблизи перигелия, то есть лето там более жаркое, чем в северном[4].
Крупнейшим углеводоёмом Тита является Море Кракена, которое достигает в поперечнике 1200 км, что сравнимо с размерами Чёрного моря на Земле. Его площадь составляет около 400 000 кв км — чуть больше Каспийского моря[5].
Изучение[править]
Ещё на основе данных, полученных автоматическими межпланетными станциями «Вояджер 1» и «Вояджер 2», было высказано предположение о существовании на Титане углеводородных озёр.
Гипотеза нахождения на Титане углеводородов в жидком состоянии подтвердилась в 1995 году, когда при помощи телескопа «Хаббл» в атмосфере Титана был обнаружен жидкий метан[6].
Новым доказательством наличия на Титане углеводоёмов было получено благодаря проекту «Кассини-Гюйгенс», когда при спуске зонда «Гюйгенс» (который сел вблизи экватора Титана) были получены снимки, на которых хотя и не было обнаружено каких-либо значительных объёмов жидкости, тем не менее рельеф поверхности явно свидетельствовал о воздействии жидкости[7].
6 июня 2005 года было получено первое свидетельство существования крупных углеводоёмов — большое тёмное пятно на инфракрасном снимке южного полюса спутника[8].
22 июля 2006 года в ходе радарного зондирования поверхности Титана с борта станции «Кассини» было выявлено в северном полушарии спутника большие области с резко очерченными границами, которые сильно поглощали радиоволны[9].
В январе 2007 года учёные уверенно заявили о наличии на Титане метановых озёр[10].
8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм)[11].
Для исследования озёр Титана проектируется зонд «TiME» («Titan Mare Explorer») в составе миссии «Titan Saturn System Mission», запуск которой планируется на январь 2015 года[12].
Для изучения морей Титана планируется использовать специальных роботов[13].
Гипотетическое использование[править]
В озёрах Титана находятся огромные запасы углеводородов. Примерный состав этих озёр следующий[14]:
- 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 вещества (в молярных долях):
- циановодород: 2÷3 % (насыщенный раствор)
- бутан: 1%
- ацетилен: 1%
- бензол, метилцианид, углекислый газ: менее 1%
Подсчитано, что среди нескольких сотен уже открытых озёр Титана только несколько десятков самых крупных содержат столько углеводородов, что каждое из этих озёр могло бы в одиночку обеспечивать освещение, кондиционирование и обогрев жилых домов США в течение 300 лет[15].
Гипотетическая жизнь[править]
По мнению некоторых исследователей, на Титане возможна жизнь, которая основана не на фотосинтезе, а на хемосинтезе.
В частности, было высказано предположение, что жизнь может существовать в жидких метане и этане на поверхности Титана, которые имеют форму рек и озёр, так же, как организмы на Земле живут в воде. Такие существа использовали бы водород H2 вместо кислорода O2 и реагировали с ацетиленом C2H2 вместо глюкозы C6H12O6, и производили бы метан CH4, а не углекислый газ CO2.
Так, астробиолог Крис Маккей (Chris McKay) предположил, что живые организмы могли бы потреблять на Титане водород, ацетилен и этан, а выдыхать метан вместо углекислого газа. Это привело бы к истощению водорода, ацетилена и этана на поверхности Титана. Интересно, что подобное явление было действительно обнаружено космическим кораблём «Кассини»[16].
По мнению Джонатана Лунина из Корнеллского университета, формирование плавающего углеводородного льда может быть причиной для зарождения различных химических процессов на границе между льдом и жидкостью Титана — смеси метана и этана, на границе, которая может быть очень важна вплоть для возникновения жизни[17].
По этой теории именно микроорганизмы поддерживают круговорот и возобновление углеводородов на Титате[18].
Такие гипотетические организмы должны были бы резко отличаться от земных, например роль воды (которая в условиях Титана существует только в виде льда) в них должен играть жидкий метан и его ближайшие гомологи (например, этан)[19].
Файл:PIA17655 crop Titan north polar seas and lakes.jpg
Больсена
Ней
Киву
Маккай
См. также[править]
Источники[править]
- ↑ https://nauka.tass.ru/nauka/21377125?utm_source=google.com&utm_medium=organic&utm_campaign=google.com&utm_referrer=google.com
- ↑ МОРЯ ТИТАНА: ВЕЛИКИЕ МЕТАНОВЫЕ ОЗЕРА
- ↑ Cassini разглядел лед в озерах Титана
- ↑ J.-R. C. Cook, S. Cole Scientists Explain Puzzling Lake Asymmetry on Titan
- ↑ Черные моря Титана
- ↑ S. F.Dermott, C. Sagan Tidal effects of disconnected hydrocarbon seas on Titan
- ↑ Emily Lakdawalla New Images from the Huygens Probe: Shorelines and Channels, But an Apparently Dry Surface, The Planetary Society (15 января 2005).
- ↑ Emily Lakdawalla. Dark Spot Near the South Pole: A Candidate Lake on Titan?, The Planetary Society (28 июня 2005).
- ↑ NASA Cassini Radar Images Show Dramatic Shoreline on Titan
- ↑ Stofan, E. R.; Elachi, C.; et al. (4 января 2007). «The lakes of Titan». Nature 445 (1): 61–64.
- ↑ Cook, J.-R. C. Glint of Sunlight Confirms Liquid in Northern Lake District of Titan
- ↑ Stofan, Ellen Titan Mare Explorer (TiME): The First Exploration of an Extra-Terrestrial Sea
- ↑ Создан робот для изучения водоёмов Титана
- ↑ Астрономы установили химический состав озер на Титане
- ↑ Титан - кладовая органики
- ↑ Жидкий метан как среда для внеземной жизни
- ↑ Снятые зондом Cassini льды в метановых озерах Титана озадачили физиков
- ↑ Jia-Rui Cook What is Consuming Hydrogen and Acetylene on Titan?
- ↑ Кто съел водород на Титане
Ссылки[править]
- Глубина метанового моря на Титане превышает сто метров // Полит.ру, 22 января 2021
 ↑ | |
|---|---|
| Моря | |
| Озёра |
Абая · Альбано · Атитлан · Больсена · Венерн · Кардиель · Каюга · Киву · Койтере · Ладога · Ланао · Локтак · Маккай · Миватн · Мюггель · Ней · Онайда · Онтарио · Охрид · Севан · Сионаскейг · Сотонера · Спарроу · Товада · Увс · Урмия · Уэйкэр · Фейа · Фримен · Хаммар · Хунин · Цзинбо |
| Лакуны |
Атакама · Войтчугга · Джерид · Кач · Мельгир · Накуру · Нгами · Рейстрек · Уюни · Эйр |
| Каналы | |
| Проливы | |
| Заливы |
Арнар · Фленсбург · Габес · Кумбару · Мори · Никоя · Окаху · Патос · Пьюджет · Ромбакен · Скелтон · Тролд · Туну · Вакаса · Уолфиш |
| Погодные явления и прочее |
Грозы · Ветра · Дожди · Снег · Озёра и моря · Подповерхностный океан · Реки |
 ↑ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| География |
| ||||
| Исследование | |||||
| Другие темы |
Терраформирование Титана · Колонизация Титана · Жизнь на Титане · Титан в научной фантастике | ||||