تيتان: البحيرات التي خلقتها الانفجارات؟

التبخر المفاجئ للنيتروجين يمكن أن يفسر بحيرات غير عادية على قمر زحل

بحيرات تيتان ذات ضفاف شديدة الانحدار والتلال هي الألغاز - هل كانت ناجمة عن انفجارات الغاز؟ © NASA / JPL-Caltech
قراءة بصوت عال

الأصل المتفجر: كان من الممكن أن تنشأ البحيرات الغامضة على كوكب تيتان زحل بشكل مختلف تمامًا عن التفكير - من خلال ثورات الغاز المتفجرة. على نحو مشابه للجرذ الدنيوي ، وفر التبخر المفاجئ للسائل ضغط الانفجار الضروري. في حالة تيتان ، على أية حال ، لم يكن الماء هو النيتروجين الذي شهد تغير الطور المتفجر ، كما أفاد باحثون في مجلة Nature Geoscience.

قمر زحل تايتان هو الجسم السماوي الوحيد في المجموعة الشمسية إلى جانب الأرض ، التي لها بحيرات وأنهار على سطحها. لا تمتلئ بالماء ، ولكن في الغالب مع الميثان السائل وهيدروكربونات الإيثان ، والتي تحدث على سطح زحل مثل الثلج والسائل والغاز. وبهذه الطريقة ، تتشابه المناظر الطبيعية والعمليات على تيتان ، على الرغم من هذه الكيمياء غير العادية ، بشكل لافت للنظر مع تلك الموجودة في الأرض.

تتناثر البحيرات الصغيرة ذات التلال الهامشية على جانب كامل من تيتان نوردبوليجبتيتس. © NASA / JPL-Caltech / معهد علوم الفضاء

كارست السطو - أم لا؟

لكن شكل المناظر الطبيعية يعطي الألغاز للباحثين: مئات البحيرات كما هي مختومة في المنطقة القطبية الشمالية. من الصعب شرح ضفافها الحادة وأحواضها العميقة وتلالها المرتفعة مع العمليات الجيولوجية الشائعة. من حيث الشكل والعمق ، تشبه هذه البحيرات البحيرات الأرضية الكارستية وأحواض المياه. لكن على الرغم من أنه يبدو أن هناك نوعًا من الكارثة على تيتان ، إلا أنها ليست الأطول التي لا تلائم ، كما أوضح جوزيبي ميتري من جامعة أنونزيو في إيطاليا وزملاؤه.

المشكلة: في بعض الأحيان ترتفع الحافة العلوية التي تشبه فوهة البركان لشواطئ هذه البحيرات أكثر من مائة متر فوق مستوى سطح البحر في تيتان. يقول الباحثون: "تتشكل الدولين عن طريق الانهيار أو حل أو تآكل التضاريس - هذه العمليات لا تنتج حواف مرتفعة". لكن ما الذي يمكن أن يخلق هذه البحيرات التي تحيط بها الغابات الهامشية؟

تشابه لافت للنظر معارين

بحثًا عن تفسير ، وجد Mitri وفريقه منظرًا أرضيًا مشابهًا للدهشة لبحيرات تيتانيك: Maare. تم إنشاء هذه البحيرات الدائرية ، والتي تحدث بشكل رئيسي في إيفل ، من خلال رد الفعل المتفجر من الصهارة الساخنة مع المياه الجوفية. تسبب الاتصال مع الصخور المتوهجة في تبخر الماء فجأة وفجر الانفجار الناتج المريخ في المناظر الطبيعية. عرض

يقول متري وفريقه: "العديد من المار محاطون بالودائع المقذوفة ، والتي تسمى حلقات التيفرا". على غرار بحيرات تايتان ، تشكل حلقات التيفرا هامشًا مرتفعًا حول المار الغارقة. هل يمكن لأمراء الحرب حول بحيرات تايتان أن يكونوا مثل حلقات القذف هذه؟ مزيد من التحليل لبيانات مركبة الفضاء كاسيني تؤكد ذلك: على الأقل بعض هذه البحيرات لا تحتوي فقط على الشواطئ المموجة ، ولكن يبدو أيضًا أنها محاطة بفك قاذفة ، وفقًا لما قاله الباحثون اكتشفت.

هذا يعني أنه حتى بحيرات تايتان "المختومة" يمكن أن يكون سببها انفجار.

انفجار النيتروجين كسبب؟

ومع ذلك ، لا يوجد ماء أو صهارة ساخنة على سطح زحل urn فما الذي كان يمكن أن ينفجر هناك؟ بحثًا عن تفسير ، نظر متري وفريقه عن كثب في التركيب الكيميائي للسائل في بحيرات تايتان. وجدوا أنه بالإضافة إلى الميثان السائل ، يتم احتواء نسبة صغيرة من النيتروجين السائل. هناك أيضا الكثير من النيتروجين في جو تيتان.

من المعروف أيضًا أن قمر زحل مر بفترات أقصر بكثير - وهي مراحل كان الطقس فيها باردًا بدرجة تكفي لإمطار النيتروجين الغازي كمطر على منظر تيتان. وقال الباحثون: "على سطح تايتان ، يمكن أن يسبب هذا بحيرات من النيتروجين السائل وكذلك خزانات من النيتروجين السائل تحت السطح". ومع ذلك ، فقد أصبح هذا النيتروجين بمرحلة انتقال طفيف وتحول إلى غاز ، لأنه أصبح أكثر دفئًا تدريجيا.

هذا هو المكان الذي يظهر فيه سيناريو الباحثين: نظرًا لأن غاز النيتروجين يشغل مساحة أكبر من النيتروجين السائل ، فإن الضغط الزائد في الخزانات الموجودة تحت سطح الأرض يكون مضغوطًا للغاية ، كما يوضحون. عندما تم الوصول إلى عتبة حرجة ، انفجر هذا الضغط قبالة سقف الخزان - وقع انفجار.

ما يكفي من الضغط لمار

يقول متري وزملاؤه: "نفسر السمات المورفولوجية لبحيرات تيتان ذات الحواف المرتفعة كدليل على أصلها في ثوران انفجار". "لقد تشكلت عندما خضع النيتروجين السائل لمرحلة انتقال طفيف تحت السطح". ووفقًا لحساباتهم ، فإن الزيادة المفاجئة في الضغط من مثل هذا التغيير إلى النيتروجين الغازي ستكون قوية بما يكفي لتشكيل بحيرات التيتانيوم.

وفقا للباحثين ، يمكن أن تحدث الظروف الضرورية - أولًا مرحلة البرد ، ثم الاحترار - عدة مرات خلال تاريخ قمر زحل. إذا تم تأكيد سيناريوها ، فإن بحيرات التيتانيوم "المختومة" ستكون دليلًا على فترات البرد التي يهيمن عليها النيتروجين. (نيتشر جيوساينس ، 2019 ؛ دوي: 10.1038 / s41561-019-0429-0)

المصدر: ناسا JPL

- ناديا بودبريجار