2019.09.10.

Új elmélet a Titán egyes tavainak keletkezéséről

A Titán északi pólusa közelében magas peremű tavakat azonosított a Cassini űrszonda radarmérések alapján, a viszonylag kicsiny (néhányszor tíz km átmérőjű) tavak, mint pl. a Winnipeg Lacus. A korábbi elképzelések alapján ezek a tavak hasonlóan alakultak ki, mint a földi, töbörszerű karsztos tavak: a folyadék gyakorlatilag beoldotta az alapkőzetet, s egy mélyedés alakult így ki, amelyet később a folyadék kitöltött (a Földön ez a víz, a Titánon viszont leginkább folyékony metán). A jelenlegi környezeti viszonyok alapján viszont elég kevés olyan anyag van a Titánon, amely képes feloldani a kőzeteket, és a sarkvidéken túl kevés a légkörből kihulló fotokémiai eredetű szerves anyag is ahhoz, hogy ebből megfelelő üledék alakulhasson ki, melybe a tavak bemélyülhettek volna.
Egy olasz-amerikai kutatócsoport új elmélettel állt elő e tavak keletkezéséről. A magas peremű tavak (és nagyrészt maguk a tavak is) a hold északi sarkvidéke környékén fordulnak elő, a Cassini az utolsó közeli átrepülése idején nagyfelbontású radarfelvételeket készített e területekről. Ezeket felhasználva született meg az új elmélet. A kérdéses tavak nagy része egészen kerekded alakú, s mindre jellemző, hogy a peremüket magaslat veszi körbe, a földi karsztos folyamatok során keletkező tavaknál viszont ilyesmi nem alakulhat ki. A radarmérések szerint e kisebb tavak legalább háromnegyede rendelkezik magasított peremmel, vagyis kiterjedt folyamat állhat a háttérben, a 750km2-nél kisebb tavakkal az élen.

A Földön hasonló küllemű mélyedések születnek például egyes vulkáni robbanások során, így pl. a maar-típusú kráterek létrejötte ilyen, ezek is, a titáni tavakhoz hasonlóan sekélyek és magasított perem, illetve a robbanás során kidobott anyag gyűrűje veszi őket körbe. Számos esetben e gyűrű nem teljes, ez adódhat pl. abból, hogy a robbanás bizonyos irányban vetette ki az anyagokat csak, hasonló folyamat a magasított partfal kialakulását is befolyásolja. A partfal könnyen be is omolhat, az anyaga összetételétől függően, így a hiánya sem jelenti azt, hogy más folyamat alkotta az adott mélyedést (tavat).
A nem szabályos kerek mélyedések egymás közeliek egyesülésével jöhetnek létre, egyidejű, vagy időben közeli kitörések során, de pl. az Eifel maarjainak elemzéséből tudjuk azt is, hogy ezeket gyakran az utólagos, vízfolyások okozta eróziós folyamatok tették szabálytalanabb alakúvá. A Titán korábbi, nitrogénben gazdag időszakában ez jelentősebb is lehetett, mivel a folyékony nitrogén a vízjéghez hasonló sűrűségű, így alkalmasabb az eróziós folyamatokra, mint a folyékony metán. A Winnipeg Lacus esetére azonban valószínűbb, hogy több szomszédos robbanás hozhatta létre. Az összetételt illető mérések alapján a kiszáradt titáni tómedrek és a környezetük anyaga eltérő, de a kiszáradt tavak és a peremüket alkotó anyagok azonosak.

A Titán korábbi, hidegebb, és nitrogénben gazdag időszakában kialakulhattak a felszínen is folyékony nitrogén tavak és folyók, illetve a talaj mélyén is összegyűlhetett a „vízgyűjtőkben” a folyékony nitrogén. Ekkoriban, ahhoz hasonlóan, ahogy most a metán körforgása zajlik a holdon, a nitrogén lehetett a körforgás része, és a nyomásviszonyok következtében könnyen előfordulhatott, hogy a felszín alatti nitrogén a halmazállapot-változása során robbanásszerűen tört fel. Ehhez a Titán klímaciklusaiban fennálló nitrogén-metán keverékek bizonyos aránya esetén volt lehetőség, e robbanások arra az időszakra lehettek jellemzőek, amikor a Titán „globális felmelegedésbe” váltott át éppen. A kutatók úgy vélik ilyen jellegű, felmelegedéshez kötődő fázisátalakulási eseményt láthatott a Voyager-2 a Neptunusz Triton holdja mellett elrepülve, amikor annak gejzírszerű kitöréseit örökítette meg.
A Titán felszíne alatti nitrogén felszínformáló robbanásaihoz szükséges energia mennyiségét is kiszámították a kutatók, és az eredmények alapján ez a folyamat képes lehetett a Cassini által részletesen megmutatott tavak létrehozásához.
Az elmélet alapján úgy vélik a kutatók, hogy így e peremmel rendelkező tavak egyúttal a Titán korábbi, mainál hidegebb és nitrogénben bővelkedő korszakának is lehetnek a bizonyítékai.

A kutatatásról a Nature Geocsience számolt be szeptember 9-én.

(A Földön a maar-okon túl hasonló küllemű mélyedéseket eredményeznek a permafrosztból kirobbanó metánlencsék is).

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: