Учёные из Гавайского университета в Маноа обнаружили, что метановый газ может задерживаться во льду на поверхности Титана, самого большого спутника Сатурна.
Исследовательская группа под руководством Лорен Шурмейер проанализировала данные NASA и обнаружила, что ударные кратеры Титана на сотни метров мельче, чем ожидалось. Учёные протестировали на компьютерной модели, как рельеф Титана может ослабнуть или восстановиться после удара, если ледяная оболочка покрыта слоем изолирующего метанового льда.
Изображение Титана, полученное NASA с помощью инструмента Cassini VIMS (визуальный и инфракрасный картографический спектрометр). Около центра виден ударный кратер. Тёмные области возле экватора — богатые органикой песчаные дюны, а тёмные области в северной полярной области — озёра жидкого метана / этана. В северном полушарии белые облака также видны. Источник: NASA / Cassini VIMS
Используя этот подход к моделированию, исследователи смогли ограничить толщину коры метанового соединения 5–10 километрами. «Кора из метанового клатрата нагревает недра Титана и вызывает удивительно быструю топографическую релаксацию, что приводит к обмелению кратеров со скоростью, близкой к скорости быстро движущихся тёплых ледников на Земле», — сказала Шурмейер.
Эта оценка толщины метанового ледяного «панциря» важна, поскольку она может объяснить происхождение богатой метаном атмосферы Титана и помочь исследователям понять углеродный цикл. «Титан — это естественная лаборатория для изучения того, как парниковый метан нагревается и циркулирует в атмосфере», — сказала Шурмейер.
Топография, наблюдаемая на Титане, приобретает смысл в свете этих новых открытий. А ограничение толщины ледяной коры метанового клатрата указывает на то, что внутренняя часть Титана, вероятно, тёплая, а не холодная и неактивная, как считалось ранее.
Предложенная схема внутреннего строения Титана (не в масштабе), показывающая кору метанового клатрата над конвектирующей ледяной оболочкой. Источник: Schurmeier, et al., 2024
«Метановая кора прочнее и обладает лучшими изолирующими свойствами, чем обычный водяной лёд. Кора клатрата изолирует внутреннюю часть Титана, делает оболочку из водяного льда очень тёплой и пластичной и подразумевает, что ледяная оболочка Титана медленно конвектирует или конвектировала», — объяснила Шурмейер.
Если в океане Титана под толстым ледяным панцирем существует жизнь, то любые признаки жизни (биомаркеры) необходимо будет транспортировать вверх, на поверхность Титана, где будет легче получить к ним доступ или увидеть их в будущих миссиях. Это более вероятно, если ледяной «панцирь» Титана тёплый и конвективный.
Запуск миссии NASA Dragonfly к Титану запланирован на июль 2028 года, а прибытие — на 2034 год. У учёных появится возможность провести детальные наблюдения за этим спутником и дополнительно изучить ледяную поверхность, включая кратер под названием Селк.