Луна Сатурна Титан имеет береговые линии, сформированные волнами
Самая большая луна Сатурна, Титан, - единственное планетарное тело в нашей Солнечной системе с активными реками, озерами, морями и волнами. Предполагается, что эти реки наполнены жидким метаном и этаном и впадают в большие озера и моря, которые соперничают с Великими озерами на Земле.
По данным НАСА, самые крупные моря Титана имеют глубину в сотни футов и ширину в сотни миль.
В 2007 году космический аппарат НАСА "Кассини" подтвердил существование на Титане крупных морей и небольших озер. С тех пор ученые анализируют эти и другие снимки, чтобы понять загадочную жидкую среду Титана.
Недавнее исследование геологов показало, что крупные моря Титана, скорее всего, сформированы волнами, причем этот вывод был сделан на основе моделирования, а не прямых наблюдений.
Моделирование волн на Титане
Геологи из Массачусетского технологического института изучили береговые линии Титана с помощью симуляций. Сначала они смоделировали, как происходит эрозия озера на Земле, а затем применили эти модели к морям Титана, чтобы определить наиболее вероятные механизмы эрозии, которые видны на снимках "Кассини".
Наиболее вероятной причиной, по их мнению, являются волны. Для подтверждения этой теории необходимы прямые наблюдения за волновой активностью на Титане.
"Если береговые линии морей Титана подверглись эрозии, то наиболее вероятным виновником этого являются волны", - пояснил Тейлор Перрон, профессор факультета наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института.
"Стоя на краю одного из морей Титана, мы можем увидеть волны жидкого метана и этана, набегающие на берег и обрушивающиеся во время штормов, способные размыть прибрежный материал".
Понимание волновой активности на Титане
Вопрос о наличии волн на Титане обсуждается с тех пор, как "Кассини" обнаружил жидкие тела на поверхности луны. Некоторые ученые не увидели никаких признаков волн, назвав моря "зеркально гладкими", в то время как другие заметили неровности, но не смогли подтвердить, вызваны ли они волнами.
Понимание волновой активности на Титане может дать представление о климате луны, силе ветра и о том, как ее моря могут эволюционировать с течением времени.
Вместо того чтобы искать прямые свидетельства волн на снимках, команда Массачусетского технологического института изучила форму береговых линий, чтобы сделать вывод о том, что может размывать берега. Считается, что моря Титана образовались в результате того, что повышение уровня жидкости затопило ландшафт, пересеченный речными долинами.
Исследователи рассмотрели три сценария: эрозия, вызванная волнами, отсутствие береговой эрозии и равномерная эрозия, вызванная растворением или постепенным отслаиванием берега под собственным весом.
Основываясь на свойстве, известном как фетч - расстояние, на котором может дуть ветер и расти волна, - они смоделировали, как будет меняться форма береговой линии при каждом сценарии. Моделирование показало, что эрозия, вызванная волнами, приводит к значительному изменению формы береговой линии по сравнению с равномерной эрозией.
"Мы обнаружили, что при равномерной эрозии и волновой эрозии конечная форма берега получается совершенно разной", - говорит Перрон. "Волновая эрозия в основном сглаживает части береговой линии, подверженные воздействию больших расстояний, оставляя затопленные долины узкими и неровными".
Сравнение Земли и Титана
Исследователи проверили свои симуляции, сравнив их с реальными озерами на Земле. Они заметили те же различия в форме между земными озерами, размытыми волнами, и озерами, подвергшимися равномерной эрозии.
Затем команда сосредоточилась на крупнейших, хорошо отображенных морях Титана: Kraken Mare, Ligeia Mare, Punga Mare и Ontario Lacus.
Составив карту береговых линий Титана с помощью радарных снимков "Кассини", исследователи обнаружили, что все четыре моря четко вписываются в модель эрозии, вызванной волнами. Это говорит о том, что эти моря, скорее всего, сформированы волнами.
Сила ветров на Титане
Сейчас команда работает над тем, чтобы определить, насколько сильными должны быть ветры на Титане, чтобы генерировать волны, способные размывать берега. Изучая формы береговых линий Титана, специалисты также стремятся определить преобладающие направления ветра.
Такой двойной подход помогает понять, как силы ветра способствуют эрозии берегов и общей динамике ландшафта Титана. Полученные данные могут дать ценную информацию о климате луны и ее эволюционирующих геологических особенностях.
"Титан представляет собой пример совершенно нетронутой системы", - отметила Роуз Палермо, бывшая аспирантка совместной программы MIT-WHOI и геолог-исследователь Геологической службы США.
"Это может помочь нам узнать больше фундаментальных вещей о том, как берега размываются без влияния человека, и, возможно, это поможет нам лучше управлять береговыми линиями на Земле в будущем".
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
