Satürn’ün uydusu Titan, altı mil kalınlığa kadar metan açısından zengin yalıtkan bir kabuğa sahiptir

Satürn’ün en büyük uydusu Titan, Dünya dışında atmosfere sahip olduğu ve yüzeyinde nehir, göl ve deniz şeklinde sıvıların bulunduğu bilinen tek yerdir. Aşırı soğuk sıcaklığı nedeniyle Titan’daki sıvılar metan ve etan gibi hidrokarbonlardan, yüzeyi ise katı su buzundan oluşuyor.

Yeni bir çalışmak şurada yayınlandı Gezegensel Bilim DergisiMānoa’daki Hawaii Üniversitesi’nden gezegen bilimcilerin liderliğindeki ekip, metan gazının da buzun içinde hapsolmuş olabileceğini, altı mil kalınlığa kadar ayrı bir kabuk oluşturabileceğini, bunun alttaki buz kabuğunu ısıtabileceğini ve aynı zamanda Titan’ın metan salınımını da açıklayabileceğini ortaya çıkardı. zengin bir atmosfer.

Araştırma görevlisi Lauren Schurmeier liderliğindeki araştırma ekibi, aynı zamanda UH Mānoa Okyanus Okulu’ndaki Hawai’i Jeofizik ve Planetoloji Enstitüsü’nde (HIGP) doktora adayı Gwendolyn Brouwer ve yardımcı direktör ve araştırmacı Sarah Fagents’ı da içeriyor. Yer Bilimi ve Teknolojisi (SOEST), NASA verilerinde Titan’ın çarpma kraterlerinin beklenenden yüzlerce metre daha sığ olduğunu gözlemledi ve bu ayda yalnızca 90 krater tespit edildi.

Schurmeier, “Bu çok şaşırtıcıydı çünkü diğer uydulara dayanarak yüzeyde çok daha fazla çarpma krateri ve Titan’da gözlemlediklerimizden çok daha derin kraterler görmeyi bekliyoruz” dedi. “Titan’a özgü bir şeyin, onların daha sığ hale gelmesine ve nispeten hızlı bir şekilde kaybolmasına neden olduğunu fark ettik.”

Bu gizemin altında ne olabileceğini araştırmak için araştırmacılar, bir bilgisayar modeli üzerinde, buz kabuğunun yalıtkan bir metan klatrat buz tabakasıyla (bir tür katı su buzu) kaplanması durumunda Titan’ın topoğrafyasının bir çarpışmadan sonra nasıl gevşeyebileceğini veya toparlanabileceğini test etti. Kristal yapı içinde hapsolmuş metan gazı.

Titan’ın kraterlerinin ilk şekli bilinmediğinden, araştırmacılar, benzer büyüklükteki buzlu ay Ganymede’deki benzer büyüklükteki taze görünümlü kraterleri temel alarak iki makul başlangıç ​​derinliğini modelledi ve karşılaştırdı.

“Bu modelleme yaklaşımını kullanarak metan klatrat kabuk kalınlığını 5 ila 10 kilometreye kadar sınırlamayı başardık [about 3 to 6 miles] çünkü bu kalınlığı kullanan simülasyonlar, gözlemlenen kraterlere en iyi şekilde uyan krater derinlikleri üretti” dedi Schurmeier.

“Metan klatrat kabuğu Titan’ın içini ısıtıyor ve şaşırtıcı derecede hızlı topografik gevşemeye neden oluyor, bu da kraterin Dünya’daki hızlı hareket eden sıcak buzullara yakın bir oranda sığlaşmasına neden oluyor.”

Metan açısından zengin atmosfer

Metan buz kabuğunun kalınlığını tahmin etmek önemlidir çünkü Titan’ın metan açısından zengin atmosferinin kökenini açıklayabilir ve araştırmacıların Titan’ın karbon döngüsünü, sıvı metan bazlı “hidrolojik döngüyü” ve değişen iklimi anlamalarına yardımcı olabilir.

Schurmeier, “Titan, sera gazı metanının nasıl ısındığını ve atmosferde nasıl dolaştığını incelemek için doğal bir laboratuvardır” dedi. “Sibirya’nın sürekli donmuş tabakasında ve arktik deniz tabanının altında bulunan Dünya’nın metan klatrat hidratları şu anda istikrarı bozuyor ve metan salıyor. Dolayısıyla Titan’dan alınacak dersler, Dünya’da meydana gelen süreçlere dair önemli bilgiler sağlayabilir.”

Titan’ın Yapısı

Titan’da görülen topoğrafya bu yeni bulgular ışığında anlamlı hale geliyor. Metan klatrat buz kabuğunun kalınlığının sınırlandırılması, Titan’ın iç kısmının muhtemelen sıcak olduğunu, daha önce düşünüldüğü gibi soğuk, katı ve hareketsiz olmadığını gösteriyor.

Schurmeier, “Metan klatrat normal su buzundan daha güçlü ve daha yalıtkandır” dedi. “Klatrat kabuk Titan’ın içini yalıtıyor, su buzu kabuğunu çok sıcak ve esnek hale getiriyor ve Titan’ın buz kabuğunun yavaş yavaş konveksiyon yaptığını veya olduğunu ima ediyor.”

Schurmeier, “Titan okyanusunda kalın buz kabuğunun altında yaşam mevcutsa, herhangi bir yaşam belirtisinin (biyobelirteçlerin) Titan’ın buz kabuğundan yukarıya, gelecekteki görevlerde onlara daha kolay erişebileceğimiz veya onları görüntüleyebileceğimiz bir yere taşınması gerekir.” diye ekledi. “Titan’ın buz kabuğu sıcaksa ve konveksiyon yapıyorsa bunun meydana gelme olasılığı daha yüksektir.”

NASA’nın Temmuz 2028’de başlaması ve 2034’te varması planlanan Titan Dragonfly misyonuyla araştırmacılar, bu ayı yakından gözlemleme ve Selk adlı krater de dahil olmak üzere buzlu yüzeyi daha fazla araştırma fırsatına sahip olacak.