Ustalenie, dlaczego większość jezior metanowych na Tytanie ma ekspozycję północną

Ustalenie, dlaczego większość jezior metanowych na Tytanie ma ekspozycję północną
Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA/JPL/SSI

Księżyc Saturna Tytan jest jednym z najbardziej intrygujących ciał w naszym Układzie Słonecznym. Jego gęsta atmosfera i jeziora ciekłego metanu czynią go zarówno pięknym, jak i dziwacznym, a także kuszącym celem dla osób poszukujących życia pozaziemskiego. Jednak dla mnie najbardziej niesamowitą rzeczą (jak dotąd) było odkrycie, którego dokonał Tytan meteorologia. Jest coś niezwykłego w wyobrażeniu sobie ciekłego metanu spadającego w postaci deszczu na inny świat – jest to podobne do naszego doświadczenia, a jednocześnie tak bardzo odmienne. Ziemia ma znany cykl hydrologiczny; Tytan ma obcy cykl metanowy.

W piśmie opublikowanym w Naturabadacze opisują model, który z powodzeniem symuluje niektóre kluczowe aspekty pogody na Tytanie. Model oferuje możliwe wyjaśnienia niektórych dziwacznych cech Księżyca, które od dawna były zagadkowe.

Poprzednie próby zrozumienia struktury jezior metanowych i systemów chmur odwoływały się zarówno do rzeczy znanych, jak i dziwacznych, włączając w to topografię powierzchni, kriowulkanizm, sezonowe wzorce cyrkulacji atmosferycznej, a nawet podziemne „tablice metanu”. Naukowcy próbowali symulować system klimatyczny Tytana za pomocą prostych modeli, ale obserwacje nie wykazały znaczących różnic wyjaśnienie.

Chociaż istnieją dowody na erozję strumieni w pobliżu równika, księżycowe jeziora metanowe znajdują się w pobliżu biegunów, głównie północnego. Zaobserwowano jednak, że chmury są powszechne na półkuli południowej, ale rzadkie na północ od równika.

Aby zrobić kolejny krok, badacze z Caltech i NASA zbudowali bardziej wyrafinowany, trójwymiarowy model globalnego klimatu Tytana. Nadal zawiera duże uproszczenia – powierzchnia jest symulowana jako zbiornik ciekłego metanu o różnej grubości, a jego przepływem rządzi prosta dyfuzja. Ale model pozwala na znacznie bardziej złożone procesy atmosferyczne.

Podobnie jak poprzednie prace, nowa symulacja pokazuje, że jeziora Tytana są ograniczone do biegunów ze względu na panujące tam niskie temperatury. Cyrkulacja atmosferyczna transportuje metan w kierunku bieguna letniego, gdzie – jak twierdzą naukowcy – zostaje „uwięziony w zimnej atmosferze”.

Wysokie albedo (odbicie) Tytana zapobiega przedostawaniu się większości przychodzącego promieniowania słonecznego na powierzchnię. W rezultacie atmosfera jest dość stabilna, ponieważ jest ogrzewana głównie od góry, a nie od dołu. Duża część energii słonecznej docierającej do powierzchni na biegunach jest wykorzystywana do odparowywania metanu z jezior, co destabilizuje atmosferę i napędza konwekcję, tworząc chmury.

Półkula południowa jest obecnie nachylona w stronę słońca, a model pokazuje, że kryje się ono za zachmurzeniem, które tam widzieliśmy. Ponieważ region południowy ma pod dostatkiem metanu do odparowania i otrzymuje najbardziej bezpośrednie promieniowanie, to właśnie tam ma miejsce obecnie akcja atmosferyczna.

Rok Tytana trwa około 30 ziemskich lat i obecnie przechodzi w lato na półkuli północnej. (Jeśli należysz do osób, które czują, że wiosna nigdy nie zakończy się wystarczająco szybko zimy, nie przeprowadzaj się na Tytana.) Autorzy przewidują, że w ciągu najbliższych kilku lat powinno zacząć się przesuwać zachmurzenie na półkulę północną, gdzie pozostanie przez następne kilka lat dekada. W miarę przesuwania się cyrkulacji atmosferycznej w kierunku bieguna północnego poziom jezior również tam powinien się podnieść.

W przeszłości niektórzy sugerowali, że jeziora metanowe w pobliżu bieguna północnego mogą być liczniejsze jedynie zimą. Oznaczałoby to, że wraz ze zmianą pór roku spodziewalibyśmy się, że huśtawka przechyli się w stronę większych południowych jezior. Autorzy wskazują jednak, że asymetria ta utrzymuje się w modelu. Jest to wynik kształtu orbity Saturna, który sprawia, że ​​lato na półkuli północnej jest dłuższe i chłodniejsze niż lato na południu. Powoduje to gromadzenie się większej ilości ciekłego metanu na północy.

Przewidywania zawarte w tym artykule będą łatwe do przetestowania — wystarczy ustawić w kalendarzu termin na rok 2016, który będzie brzmieć: „Sprawdź pogodę na Tytanie”. Prognozowana temperatura wyniesie -180° C, a na północy zachmurzenie będzie oszałamiające prysznice.

Natura, 2011. DOI: 10.1038/natura10666 (O DOI).

Obraz aukcji według Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA/JPL/SSI

Najnowszy wpis na blogu

Pierwsze publiczne bety niskobudżetowych systemów operacyjnych nowej generacji firmy Apple zostały uruchomione dzisiaj
July 19, 2023

PowiększaćJabłko25 z Apple oficjalnie wydaje pierwsze publiczne bety iOS 17, iPadOS 17, watchOS 10 i macOS 14 Sonoma dzisiaj, nieco ponad miesiąc p...

Musk X Corp. grozi pozwem Meta za „kopiowanie” wątków na Twitterze
July 19, 2023

Powiększać/ Marka Zuckerberga i Elona Muska.Getty Images | AFP436 z Zaproponowany mecz w klatce między Elonem Muskiem i Markiem Zuckerbergiem może ...

Palenie trawki i popping pigułki THC zwalczają ból, wynika z badań
August 13, 2023

Jest to pierwsze badanie porównujące palenie marihuany i pigułek zawierających psychoaktywną substancję chemiczną w roślinie. Nowe, niewielkie bad...