Зонд «Кассини» нашел залитые каньоны на Титане

Космический аппарат NASA «Кассини» обнаружил глубокие каньоны с крутыми склонами на спутнике Сатурна Титане. Эти каньоны залиты жидкими углеводородами. Такая находка представляет собой первое прямое доказательство присутствия заполненных жидкостью каналов на Титане, а также первое наблюдение каньонов глубиной в сотни метров.

В работе, опубликованной в Geophysical Research Letters, ученые описывают анализ данных «Кассини», собранных во время близкого прохода космического аппарата рядом с Титаном в мае 2013 года. Во время этого облета радар «Кассини» заметил каналы, выходящие из большого северного моря Ligeia Mare.

Наблюдения «Кассини» выявили, что эти каналы — в частности, сеть под названием Vid Flumina — представлены узкими каньонами, шириной в километр, с наклонами круче, чем 40 градусов. Эти каньоны также весьма глубоки — от 240 до 570 метров сверху донизу.

Разветвляющиеся каналы выглядят темными на радиолокационных снимках, так же как и моря Титана, богатые метаном. Это навело ученых на мысли, что каналы также могут быть заполнены жидкостью, но до сих пор никакого прямого обнаружения сделано не было. Ранее было непонятно, является ли темное вещество жидкостью или же просто насыщенным осадком — который при холодных температурах Титана мог бы состоять изо льда, а не камня.

Радар «Кассини» часто используется для съемок и приоткрывает окошко сквозь плотную дымку, окружающую Титан, позволяя разглядеть поверхность спутника. Но во время этого облета радар использовался в качестве высотометра, посылающего пинги радиоволн на поверхность луны и с их помощью определяя высоту особенностей поверхности. Ученые объединили данные альтиметрии с предыдущими радиолокационными изображениями региона и сделали важное открытие.

Чтобы понять природу каналов, важно было получить сигнал радара, отраженный дном этих особенностей поверхности. Радар заметил отблеск, указывающий на чрезвычайно гладкую поверхность, подобно той, что наблюдается на углеводородных морях Титана. Время проведения радиолокации, отскок сигнала от сторон и дна каньонов, обеспечили прямое измерение глубины.

Наличие таких глубоких разрезов в ландшафте указывает на то, что независимо от процесса их создания, он либо был активным длительное время, либо протекал гораздо быстрее, чем в других областях на поверхности Титана. Предложенные сценарии ученых включают в себя подъем почвы, изменение уровня моря, а может и то, и другое.

«Вполне вероятно, что сочетание этих сил способствовало формированию глубоких каньонов. Но в настоящее время неясно, в какой степени каждая из них была вовлечена. Очевидно, что любое описание геологической эволюции Титана должно будет включать и описание процесса появления этих каньонов», говорит Валерио Поггиали из Университета Рима, член радиолокационной команды «Кассини» и ведущий автор исследования.

На Земле примеры этих обоих процессов, вырезающих каньонов, можно найти вдоль реки Колорадо в Аризоне. Так, к примеру, образовался Большой каньон, когда подъем высоты почвы привел к его образованию силами реки за несколько миллионов лет. Другой пример — озеро Пауэлл: когда уровень воды в водохранилище падает, это повышает скорость эрозии реки.

«Земля теплая и каменистая, с множеством водных рек, а Титан холодный и ледовитый, и реки на нем из метана. И несмотря на это, мы находим настолько похожие особенности у обоих миров», говорит Алекс Хэйс, член радиолокационной команды «Кассини».

Хотя данные альтиметрии показали, что жидкость в некоторых каньонах возле Ligeia Mare находится на уровне моря — то есть, на высоте жидкости в самом море — в других она на десятки метров превышает ее по высоте нахождения. Ученые объясняют последнее притоками, которые затем стекают в основные каналы ниже.

Дальнейшая работа будет расширять методы, используемые в данном исследовании, для всех остальных каналов, которые радиовысотометр «Кассини» наблюдал на Титане. Ученые ожидают, что их работа позволит получить чуть более полное понимание сил, которые сформировали ландшафт спутника Сатурна.