< "Чандраян" помог ученым найти воду в магматических породах на Луне

О химическом составе отложений на дне высохших озер Титана

По расчетам планетологов, отложения на дне высохших озер Титана состоят в основном из бутана и ацетилена.

---

Владислава Ананьева

На Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, происходит активный кругооборот метана подобно тому, как на Земле происходит кругооборот воды. Метан активно испаряется с поверхности озер и влажного грунта, конденсируется в туман у поверхности и в кучевые облака высоко в тропосфере, проливается дождем, формируя протоки и вновь наполняя озера. Активное испарение метана с поверхности озер приводит к уменьшению их площади и изменению береговой линии. Помимо озер, наполненных жидкостью, АМС «Кассини» обнаружила и высохшие озера, чье ложе заметно отличалось по составу от окружающей местности – так, там почти не было водяного льда.

Многочисленные фотохимические реакции, происходящие в верхней атмосфере Титана под действием солнечного ультрафиолета и заряженных частиц из магнитосферы Сатурна и солнечного ветра, приводят к образованию богатого спектра химических соединений. Эти соединения конденсируются в более крупные частицы и медленно оседают вниз, к поверхности, покрывая ее своеобразным органическим «песком» и растворяясь в морях и озерах. При испарении озер эти вещества формируют донные отложения. Каков будет их состав? 

22 августа в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная составу донных отложений высохших озер Титана. Авторы статьи рассмотрели список веществ, обнаруженных инфракрасным спектрометром (CIRS) «Кассини» в атмосфере спутника (CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₈, CH₃C₂H, C₄H₂, C₆H₆, HCN, HC₃N, C₂N₂, CO, CO₂ и H₂O) и провели термодинамические расчеты их взаимодействия с жидкостью озер с учетом их растворимости, реакционной способности друг с другом и других свойств. В качестве озерной жидкости рассматривались два варианта смеси: бедный метаном и богатый метаном. Согласно первому варианту, состав озерной жидкости включал в себя 10% метана, 89% этана и 1% молекулярного азота. Согласно второму варианту, озерная жидкость состояла из 90% метана, 9% этана и 1% азота. Результаты вычислений оказались близкими для обоих случаев.

Как нашли авторы статьи, основными веществами, формирующими донные отложения, явились твердые при температуре 90К бутан и ацетилен. Доля других веществ (метилциана, углекислоты, циановодорода, бензола и др.) оказалась в десятки и сотни раз меньше.

Вариации температуры озер от 85 до 95К качественно не изменили полученной картины, хотя по мере роста температуры количество ацетилена относительно количества бутана несколько уменьшается.

Авторы статьи предлагают проверить их расчеты с помощью прямых лабораторных экспериментов, имитирующих физико-химические условия в озерах Титана.  

Источник: http://arxiv.org/pdf/1308.4856.pdf

---