Владислава Ананьева

В то время как большинство спутников Сатурна имеют древние поверхности, покрытые тысячами кратеров, Титан – самый большой спутник Сатурна – выглядит гораздо моложе своего реального возраста, поскольку его кратеры достаточно быстро разрушаются. Дюны из углеводородного песка медленно, но верно заполняют их, о чем говорят новые исследования, основанные на данных, полученных АМС «Кассини».

«Большинство из спутников Сатурна усеяно тысячами кратеров, - говоит Кэтрин Нейш (Catherine Neish), работавшая с радарными изображениями, полученными «Кассини». – Однако на поверхности Титана, 50% которой уже снято с высоким разрешением, мы нашли только около 60-ти кратеров. Скорее всего, кратеров гораздо больше, но они стали незаметны из космоса, поскольку сильно эродировали. Обычно мы оцениваем возраст поверхности небесного тела по количеству усеивающих ее кратеров (чем больше кратеров, тем старше поверхность). Однако если текучие потоки или дрейфующие песчаные дюны затягивают кратеры, поверхность может выглядеть гораздо моложе, чем она есть в действительности.
Это исследование – первая численная оценка того, насколько быстро погода Титана изменяет детали на его поверхности».

Нейш со своими коллегами сравнивала кратеры на Титане и на Ганимеде, крупнейшем спутнике Юпитера. Ганимед, как и Титан, покрыт толстой ледяной корой, так что кратеры на обоих спутниках должны быть похожей формы. Однако на Ганимеде нет атмосферы, а значит – нет и дождей и ветров, способных привести к эрозии кратеров.

«Мы обнаружили, что кратеры на Титане гораздо более мелкие, чем на Ганимеде. Это означает, что есть некий процесс, засыпающий кратеры, наполняющий их грунтом».

Кэтрин с коллегами измерила среднее отношение глубины кратеров к их диаметру на Ганимеде с помощью стерео снимков, полученных зондом «Галилео». Это же отношение для кратеров Титана было вычислено по радарным изображениям, полученным АМС «Кассини».  

Атмосфера Титана состоит в основном из азота с примесью метана и этана, а также других, более сложных углеводородов. Источник метана в атмосфере Титана остается загадочным, поскольку атмосферный метан должен довольно быстро разрушаться под действием солнечного света. Фрагменты разрушенных молекул метана соединяются между собой, образуя более сложные углеводородные соединения, которые затягивают атмосферу Титана оранжевым смогом и скрывают ее от наблюдений. Наиболее крупные частицы смога выпадают на поверхность, образуя углеводородный песок. 

«Если весь углеводородный песок появился в результате разрушения атмосферного метана, Титан должен был иметь метан в атмосфере в течение, по крайней мере, последних нескольких сотен миллионов лет, чтобы заполнить кратеры таким количеством песка, который мы наблюдаем», - сказала Нейш. 

Однако, по оценкам исследователей, метан в атмосфере Титана должен полностью исчезнуть под воздействием солнечного света в течение нескольких десятков миллионов лет. Это значит, что или раньше метана в атмосфере было больше, или существует какой-то источник, пополняющий его атмосферные запасы.

Нейш с коллегами рассмотрела несколько процессов, которые могут привести к заполнению кратеров. Так, эрозия кратеров может происходить как результат действия потоков жидких метана и этана. Однако в этом случае эрозия сначала (пока стенки кратера круты) была бы быстрой, а потом резко замедлялась. Наблюдения показывают, что это не так. «Мы видим кратеры, находящиеся на всех стадиях разрушения: свежие, наполовину заполненные и почти засыпанные. Это говорит о ветровой эрозии и движении песчаных дюн под действием ветра, который засыпает кратеры и другие детали рельефа с примерно постоянной скоростью».

Твердый материал под давлением ветра движется очень медленно. Это напоминает вязкое движение свежих взбитых сливок – материал медленно течет, заполняя дыры и делая поверхность плоской.

Радарные изображения получены примерно для 50% поверхности Титана. Все кратеры, исследованные группой Кэтрин Нейш, лежат не далее 30 градусов от экватора – т.е. в засушливой области спутника. 

«Однако наличие жидкости на поверхности или неглубоко под ней так же может широко менять форму кратеров, как это наблюдается на Земле, – отметила Нейш. – На Титане жидкость, состоящая из углеводородов, может делать грунт влажным (как это было в месте посадки европейского зонда «Гюйгенс») или образовывать мелководные озера и моря. Кратеры, формирующиеся в таких условиях на Земле, быстро теряют форму и расплываются из-за оползней во влажной почве. Возможно, именно этим и объясняется недостаток ударных кратеров в приполярных районах Титана, где много озер и климат более влажный, чем вблизи экватора».  

Источники: http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA16638
http://saturn.jpl.nasa.gov/news/cassinifeatures/feature20130117/