Điều gì hình thành nên sự trầm cảm giữ các hồ hydrocarbon lỏng trên mặt trăng Titan Saturn? Nó có thể là một quá trình tương tự như việc tạo ra các hang động và hố sụt trên Trái đất.
Hình ảnh radar từ tàu vũ trụ NASA Cass Cassini cho thấy nhiều hồ nước trên bề mặt Titan, một số chứa đầy chất lỏng và một số xuất hiện dưới dạng áp thấp. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS.
Một nghiên cứu mới từ sứ mệnh Cassini đáng kinh ngạc cho thấy Titan mặt trăng lớn của Sao Thổ có thể trải qua các quá trình địa chất tương tự như các quá trình tạo ra hố sụt trên Trái đất. Nghiên cứu có thể trả lời bí ẩn về cách Titan - nơi được biết đến là biển và hồ chứa đầy hydrocarbon lỏng - đã xuất hiện những vết lõm trên bề mặt mà các chất lỏng này có thể tụ lại. Dẫn đầu bởi Thomas Cornet thuộc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), nghiên cứu được công bố vào ngày 4 tháng 6 năm 2015 trong Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý Cho thấy sự suy giảm đối với các hồ hydrocarbon Titan Titan hình thành do sự xói mòn chậm của đá hòa tan trong hàng triệu năm.
Titan là một thế giới độc đáo trong hệ mặt trời của chúng ta. Ngoài Trái đất, nó là cơ quan duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta được biết là sở hữu các hồ và biển lỏng, được quan sát bởi tàu vũ trụ Cassini, đang quay quanh Sao Thổ, đan xen giữa các mặt trăng của nó, kể từ năm 2004. Bầu khí quyển dày đặc của Titan, khoảng cách với mặt trời và thành phần hóa học của nó làm cho nó trở thành một trọng tâm không thể cưỡng lại đối với các nhà thiên văn học.
Titan duy trì nhiệt độ bề mặt lạnh lẽo, âm khoảng 292 độ F (âm 180 độ C). Nhiệt độ cực lạnh này khiến khí metan và etan lỏng chiếm ưu thế và điêu khắc cảnh quan Titan.
Cassini đã xác định được hai dạng trầm cảm chứa đầy khí mê-tan và ethane gần cực Titan Titan. Quan sát như biển cả mênh mông vài trăm dặm và lên đến vài trăm feet sâu, các tính năng riêng biệt được nối với nhau bằng một mạng lưới các nhánh sông giống như các kênh truyền hình. Cassini cũng đã quan sát thấy một số hồ nhỏ hơn, nông hơn với các cạnh tròn và tường dốc, tất cả được tìm thấy trong các khu vực nói chung bằng phẳng.
Các hồ không liên kết với các con sông nhưng thực sự được lấp đầy bởi hydrocarbon lỏng từ bên dưới bề mặt. Một số hồ được cho là lấp đầy và khô lại trong chu kỳ 30 năm theo mùa trên Sao Thổ và Titan (Sao Thổ mất khoảng 30 năm Trái đất để quay quanh mặt trời).
Nhưng chính xác làm thế nào những trầm cảm ban đầu hình thành chưa được hiểu rõ - cho đến bây giờ.
Chế độ xem màu tự nhiên của Titan và Sao Thổ từ tàu vũ trụ NASA Cass Cassini. Hình ảnh qua NASA / JPL-Caltech / SSI
Cornet và nhóm của ông đã phát hiện ra rằng các hồ Titan, giống như địa hình karstic của Trái đất, là những cảnh quan được điêu khắc bởi sự xói mòn của đá hòa tan từ nước ngầm và lượng mưa. Theo thời gian, sự thẩm thấu này gây ra các vết nứt trong đá, tạo ra hố sụt, hang động và hố muối. Tùy thuộc vào khí hậu, nhiệt độ, tốc độ mưa và hiến pháp của các loại đá, tốc độ xói mòn có thể thay đổi đáng kể từ nơi này sang nơi khác.
Phương pháp xói mòn tương tự này có thể xảy ra trên bề mặt Titan.Cornet và nhóm của ông đã tính toán sẽ mất bao lâu để các bộ phận của bề mặt Titan có thể hòa tan, với giả định rằng bề mặt được phủ trong vật liệu hữu cơ rắn và chất hòa tan chính là hydrocarbon lỏng.
Bắt chước các Titan mô hình khí hậu ngày nay, các nhà khoa học phát hiện ra rằng sẽ mất 50 triệu năm để tạo ra một vùng trũng 300 feet (100 mét) tại các vùng cực mưa Titan Titan. Các nhà khoa học sau đó đã giảm lượng mưa và tính toán rằng các quá trình sẽ mất nhiều thời gian hơn, gần 375 triệu năm. Cả hai kết quả vẫn phù hợp với độ tuổi trẻ trung của bề mặt mặt trăng. Cornet tuyên bố với NASA:
Chúng tôi đã so sánh tốc độ xói mòn của các chất hữu cơ trong hydrocarbon lỏng trên Titan với các khoáng chất cacbonat và bay hơi trong nước lỏng trên Trái đất.
Chúng tôi thấy rằng quá trình hòa tan xảy ra trên Titan chậm hơn khoảng 30 lần so với trên Trái đất do thời gian Titan Titan kéo dài hơn và thực tế là nó chỉ mưa trong mùa hè Titan. Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng sự giải thể là nguyên nhân chính của sự tiến hóa cảnh quan trên Titan và có thể là nguồn gốc của các hồ.
Mặc dù kết quả vẫn phù hợp với các đặc điểm địa hình hiện đang được quan sát trên Titan, sự không chắc chắn vẫn còn. Thành phần của bề mặt Titan, không được biết đến rộng rãi và cũng không phải là mô hình kết tủa của nó. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn lạc quan rằng những bí ẩn này, cuối cùng cũng sẽ được hiểu. Nicolas Altobelli, nhà khoa học dự án ESA từ Cassini, cho biết trong một tuyên bố ngày 19 tháng 6:
Bằng cách so sánh các tính năng bề mặt của Titan, với các ví dụ trên Trái đất và áp dụng một vài tính toán đơn giản, chúng tôi đã tìm thấy các quá trình định hình đất tương tự có thể hoạt động dưới các chế độ hóa học và khí hậu rất khác nhau.
Đây là một nghiên cứu so sánh tuyệt vời giữa hành tinh nhà của chúng ta và một thế giới năng động cách xa hơn một tỷ km trong hệ mặt trời bên ngoài.
Các hồ Titan Titan bắc bán cầu. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS. Đọc thêm về hình ảnh này.
Điểm mấu chốt: Titan mặt trăng lớn Sao Thổ Titan có thể trải qua các quá trình địa chất tương tự như các quá trình tạo ra hố sụt trên Trái đất. Nghiên cứu - dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ Cassini - có thể trả lời bí ẩn về cách Titan xuất hiện những vết lõm trên bề mặt mà các hydrocarbon lỏng này có thể tập hợp thành hồ.