Этановое озеро, обнаруженное на Титане

Как сообщает лаборатория по разработке ракетных и реактивный двигателей, в озере, расположенном недалеко от южного полюса спутника Сатурна, Титана, был обнаружен жидкий этан. Это подтверждает давние подозрения о том, что этан, побочный продукт разрушения метана солнечным ветром, накапливается на поверхности большого спутника, покрытого атмосферой. Но вопрос о том, почему этана так мало, остается открытым. Перед запуском космического аппарата Кассини ученые прогнозировали, что они смогут увидеть глобальный океан из жидкого этана.

В журнале Nature1 сообщается о наблюдениях Кассини, сделанных недавно с помощью картографирующего спектрометра, работающего в видимой и инфракрасного областях спектра. Аппарат смог зафиксировать озера, расположенные недалеко от южного полюса Титана.  Отражательный сигнал показал, что поверхность спутника очень гладкая – более гладкая, чем можно достичь путем какого-либо геологического процесса.  Спектр этана - углеводорода, который при температуре поверхности Титана имеет жидкую форму, подтвердил присутствие этана.

Этановое озеро, обнаруженное на Титане

Этан образуется, когда атмосферный метан, CH4, в своей газообразной форме, выбрасывается солнечным ветром в верхнюю часть атмосферы Титана.  В результате этого выбрасывания атом углерода удаляется.  Ионизированные молекулы метана, CH3+, быстро собираются в этан, C2H6, который выпадает на поверхность в виде дождя.  Являясь стабильной молекулой, этан должен постоянно собираться на поверхности в озерах и углублениях. Данный химический процесс является необратимым.  Этан не может испариться обратно в атмосферу и не может распасться назад в метан.  Это должно привести к постепенному накоплению жидкого этана на поверхности Титана.

    Подсчеты, сделанные перед возвращением космического аппарата Кассини, показали, что глобальный океан этана и жидкого метана должен был накопиться на протяжении 4.5 миллиардов лет до глубины в полмили или даже больше.  Предшествующие прибытию аппарата радиолокационные изображения, сделанные с помощью установленных на Земле инструментов, бросают тень сомнения на идею о глобальном океане, но еще до того как зонд Гюйгенс опустился на поверхность, ученые все еще надеялись, что зонд упадет в лужу.  Вместо этого зонд опустился на сухое дно озера, которое оказалось пропитанным метаном ледяным песком, с небольшими следами этана.

«До того, как были получены данные Кассини, ученые считали, что поверхность Титана покрыта океанами из метана, этана и других легких углеводородов», - говорится в сообщении для печати лаборатории по разработке ракетных и реактивный двигателей.  «Более 40 облетов Кассини вокруг Титана показывают, что таких океанов не существует, и поверхность спутника покрыта темными структурами рельефа, напоминающими озера».  Озеро, расположенное на юге Титана, которое по протяженности напоминает Великие озера, получило название «Онтарио Лакус» – озеро Онтарио. 

В Science Daily была размещена фотография озера длиной 150 миль, сделанная с орбиты этой луны. Площадь озера составляет 7800 квадратных миль, что не на много больше, чем ее земной двойник.  Какова глубина этого озера?  Картографирующий спектрометр, работающий в видимой и инфракрасной области спектра, может фиксировать только минимальную глубину до 3/4 дюйма.  Т.е. глубина может быть намного больше. Однако присутствие отмели по периметру озера указывает на то, что озеро испаряется.  Ученые даже думают, что озера мигрируют от одного полюса к другому по мере того, как меняются сезоны, пока Сатурн совершает оборот, длящийся 29.4 лет.  Кассини установил, что в северных широтах Титана находится больше озер (радиолокационная карта), чем на юге (радиолокационная карта).

Первоначальная статья начинается с того, что в ней говорится о тайне отсутствующих океанов: «Некогда считалось, что поверхность Титана покрыта огромными океанами с легкими углеводородами, но после 40 облетов космического аппарата Кассини вокруг Титана, стало понятно, что таких океанов не существует». Заявление содержит ссылки на пять других работ в период с 1982 по 1995 года, в которых делались прогнозы об океане, включая две работы под редакцией Карла Сагана. Франкоис Роулин, комментируя данные в том же выпуске журнала Nature,2 отметил, что: «Озера Титана, вероятно, состоят из жидкой смеси этана и метана вместе с растворенным азотом, как ранее предполагалось для теоретических океанов», которые, как оказалось, существуют лишь на бумаге». Джонатан Линин, который предсказал существование огромного океана в 1983 году, отметил на National Geographic News, что озера «не содержат достаточно этана, чтобы объяснить то количество, которое может быть образовано на протяжении возраста солнечной системы. Поэтому этот вопрос остается для нас загадкой».

Помимо этана озеро может содержать и другие органические молекулы. В атмосфере Титана были обнаружены углеводороды и нитрилы, такие как пропан, бутан, ацетилен и бензол, а также кластерные ионы с большой массой. Космические лучи, бомбардирующие озера, могут производить дополнительные экзотические молекулы. На этом изображении показано, что может увидеть наблюдатель в этом мрачном мире с оранжевым небом (и еще одно изображение). А на этой исторической фотографии поверхность возле зонда Гюйгенс фактически была сфотографирована с места посадки в натуральном цвете. Из фотографий посадки был сделан видеоклип, который доступен для просмотра на Descent Imager.

Титан оказался более сухим, чем ожидалось. Экваториальные области покрыты дюнами, напоминающими пустыню Намиб, за исключением того, что частицы дюн сделаны изо льда. Этот лед, вероятно, покрыт углеводородами, которые были созданы в причудливой химической лаборатории Титана.


1Браун, Содерблом и др., «Выявление жидкого этана в Онтарио Лакус Титана», журнал Nature 454, 607-610 (31 июля, 2008) | doi:10.1038/nature07100.

2Франкоис Роулин, «Наука о планетах: органические озера на Титане», журнал Nature 454, 587-589 (31 июля, 2008) | doi:10.1038/454587a.


Перед нами научный проект, который взывает: «Нам нужен ученый с большими математическими способностями!» Все что нужно – это сесть за стол, взять калькулятор и заглянуть в специальную литературу - и никакого специального оборудования. Подсчитайте, сколько времени необходимо, чтобы на Титане образовались озера, которые мы наблюдаем.  В результате мы получим традиционные показатели образования этана в атмосфере и наиболее оптимистические подсчеты объема озера.  Результат должен установить верхний предел возраста Титана.

Ученые преуменьшают серьезность этой проблемы. Они, как правило, упоминают о ней между прочим, чтобы просто сменить тему. Обычно они хватаются за возможность того, что органическая химия Титана может пролить свет на происхождение жизни – нелепое отвлечение внимания. Где же этан? Если следовать идее о миллиардах лет на сегодня поверхность Титана должна быть покрыта огромным океаном из этана.

 Единственные объяснения ученых не заслуживают доверия. Они вынуждены заявлять, что химические процессы начались недавно, или, что этан остается в атмосфере (сколько он может там оставаться?), или, что этан уходит под поверхность Титана. Но они никогда не ставят под сомнение возраст в миллиарды лет! Их проблема была бы решена, если бы они на несколько порядков уменьшили возраст Титана (а также Сатурна и всей Солнечной системы).  И тогда это соответствовало бы этому и многим другим наблюдениям.

В этом и заключается проблема. Сторонники древнего возраста сделали предсказание, которые оказалось ошибочным. Нам хотелось бы знать, что они собираются с этим делать. Не позволяйте им снова «замять» эту проблему.

Уж что и преуменьшили репортеры научных новостей, так это то разочарование, которое испытывают ученые планетологи относительно возраста Титана. Все они считают, что возраст Титана такой же как и возраст Сатурна и всей Солнечной системы (предположительно 4.5 миллиарда лет), но необычная атмосфера Титана накладывает на этот возраст жесткие ограничения. Метан эродируется с большой скоростью для такой временной шкалы. Ученые подсчитали, что известные резервы метана на Титане исчерпались бы на протяжении 100 миллионов лет, а возможно даже 10 миллионов лет. Так почему же какое-то его количество все же осталось?  100 миллионов лет – это огромный период, но это всего 1/45-ая часть предположительного возраста, а  10 миллионов - это 1/450-ая часть этого возраста.

Проблему можно лучше всего описать, процитировав слова Тобиоса Оуена, сказанные им в 1999 до возвращения Кассини.  (Тоби Оуен был руководителем команды, которая фотографировала Титан во время спуска зонда Гюйгенса в январе, 2005 года).  В авторитетном учебнике по планетоведению The New Solar System (4-е издание, издательство Cambridge Press, 1999), написанным всемирно известным ученым, планетологом, говорится (с. 280) следующее:

«Перед нами еще одна загадка: Метан и водород Титана постоянно распадаются, при этом некоторые фрагменты попадают в космическое пространство, а другие образуют новые компоненты, которые конденсируются в холодной атмосфере и осаждаются на его поверхность.  При современной скорости разрушения, весь метан, находящийся сегодня в атмосфере, будет разрушен всего за несколько миллионов лет. Это небольшой период времени по сравнению со временем существования Солнечной системы, 4.5 миллиардов лет, поэтому должен существовать источник метана, который восполняет его потерю в атмосфере. Могут ли этим источником быть кометы?  Вулканы?  Внутренние источники?  Мы просто не знаем».

Вот еще одна проблема.  Оуен также описал, что ожидали обнаружить ученые на поверхности Титана под покровом тумана:

«Можно подсчитать, сколько этана (основной побочный продукт в процессе фотохимического разрушения метана) было образовано на Титане на протяжении всей истории существования Солнечной системы. В результате подсчетов мы увидим, что этот удивительный спутник мог бы быть покрыт огромным океаном этана со средней глубиной в несколько километров!» (Там же, с. 282). 

На основании наблюдений, сделанных с помощью установленных на Земле радиолокаторов, ученые уже знали, что этого океана, вероятно, не существует, но не были уверены, пока аппарат Кассини не начал исследования в 2004 году. Зонд Гюйгенса показал им «голую правду» о том, что поверхность была сухой. На сегодня космический аппарат Кассини совершил 40 пролетов над Титаном и зафиксировал с помощью радиолокатора примерно 20% его поверхности.





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта