タイタンのメタン湖のほとんどが北に露出している理由を解明する

タイタンのメタン湖のほとんどが北に露出している理由を解明する
画像提供:NASA/JPL/SSI

土星の衛星タイタンは、太陽系で最も興味深い天体の 1 つです。 その濃い大気と液体メタンの湖は、地球外生命体を求める人々にとって魅力的なターゲットであるだけでなく、美しくも奇妙でもあります。 しかし、私にとって(これまでのところ)最も驚くべきことは、タイタンの啓示です。 気象学. 液体メタンが別の世界に雨として降るという想像には、何か並外れたものがあります。それは私たちの経験と非常に似ていますが、非常に異なります。 地球にはよく知られた水循環があります。 タイタンには異星人のメタンサイクルがあります。

に掲載された手紙の中で、 自然、研究者らは、タイタンの気象のいくつかの重要な側面をうまくシミュレートするモデルについて説明しています。 このモデルは、長い間不可解であった月の奇妙な特徴のいくつかについて、考えられる説明を提供します。

メタン湖と雲システムのパターンを理解しようとするこれまでの試みでは、見慣れたものと奇妙なものの両方が呼び出されてきました。 これには、地表の地形、氷火山活動、大気循環の季節パターン、さらには地下の「メタンテーブル」も含まれます。 研究者らは単純なモデルでタイタンの気候システムをシミュレートしようと試みたが、観測結果との大きな違いが難航した 説明。

赤道付近では川の浸食の証拠がありますが、月のメタン湖は極、主に北極の近くに位置しています。 ただし、雲は南半球ではよく見られますが、赤道より北ではまれです。

次のステップに進むために、カリフォルニア工科大学と NASA の研究者は、タイタンのより洗練された 3 次元の地球規模の気候モデルを構築しました。 まだ大幅な簡略化が行われています。表面は厚さが異なる液体メタンの貯留層としてシミュレートされており、その流れは単純な拡散によって制御されます。 しかし、このモデルでは、より複雑な大気プロセスが可能になります。

以前の研究と同様に、新しいシミュレーションでは、タイタンの湖は気温が低いため、極地に限定されていることが示されています。 大気の循環によりメタンガスが夏極に向かって運ばれ、そこで「冷蔵」されると研究者らは述べている。

タイタンの高いアルベド (反射率) により、ほとんどの入射太陽放射が地表に到達することが妨げられます。 その結果、大気は主に下ではなく上から加熱されるため、かなり安定しています。 極の地表に到達する太陽​​エネルギーの多くは、湖からのメタンの蒸発に使われ、大気を不安定にして対流を引き起こし、雲を形成します。

南半球は現在太陽に向かって傾いており、これが私たちがそこで見てきた曇りの背後にあることをモデルは示しています。 南部地域には蒸発するメタンが豊富にあり、最も直接放射線を受けているため、現在大気の作用が起こっている地域です。

タイタンの1年は地球の約30年に相当し、現在は北半球の夏に移りつつあります。 (もしあなたが、春が来てもすぐに冬を終わらせることはできないと感じるタイプなら、Titan に移らないでください。) 著者らは、私たちは次のように予測しています。 今後数年以内に雲が北半球に移動し始めるはずですが、今後も雲は残るでしょう。 十年。 大気循環が北極に向かって移動すると、そこでの湖の水位も上昇するはずです。

過去には、北極近くのメタン湖が冬の間だけ豊富になるのではないかと示唆する人もいた。 それは、季節が変わるにつれて、シーソーがより大きな南の湖に向かって傾くと予想されることを意味します。 ただし、著者らは、この非対称性がモデル内で持続していることを示唆しています。 これは土星の軌道の形状の産物であり、北半球の夏は南半球の夏よりも長く涼しくなります。 その結果、より多くの液体メタンが北部に蓄積することになる。

この論文の予測は簡単にテストできます。2016 年のカレンダーに次のような予定を設定するだけです。 「タイタンの天気をチェックしてください。」 予報では最高気温は-180℃、北は雲があり、びっくりするような天気になる可能性があります。 シャワー。

自然, 2011. 土井: 10.1038/自然10666 (DOIについて).

出品画像 画像提供:NASA/JPL/SSI

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