دنیایی با دریاهای مواج “متان” و دمای 180 درجه زیر صفر

یافته های جدید نشان می دهد که دریاچه های متان و اتان مایع در تیتان دارای خطوط ساحلی هستند که به نظر می رسد توسط امواج بر روی این دریاچه های هیدروکربنی تشکیل شده اند. این احتمال به طور بالقوه یک بحث قدیمی را حل می کند و همچنین می تواند دلیل منطقی برای ماموریت های آینده به قمر غول پیکر زحل باشد.

وقتی نوبت به یافتن جهانی می شود که بتوانیم بر اساس شباهت آن به زمین اولیه مطالعه کنیم، بهترین چیزی که منظومه شمسی ارائه می دهد سیاره دیگری نیست، بلکه یک ماه است. تیتان تنها قمری است که ما می شناسیم با جوی قابل توجه بیشتر از جو بسیار نازک مریخ یا جهنم اسیدی زهره در حال جوشش.

این ویژگی ها در پایان ماموریت های وویجر هیجان زیادی ایجاد کرد، اما علاقه به تدریج کاهش یافت. اکنون که ناسا در حال آماده شدن برای ماموریت Dragonfly برای اکتشاف تیتان است، تمرکز دوباره برگشته است و دانشمندان سیاره‌شناسی می‌خواهند بدانند در صورت تغییر (یا اصلاح) برنامه‌های Dragonfly چه انتظاری دارند.

به عنوان بخشی از این فرآیند، پروفسور MIT تیلور پرون می خواهد به این سوال پاسخ دهد که آیا امواج بزرگی در دریاچه های تیتان شکل گرفته است یا خیر. چیزی که می تواند پیامدهای مهم زیادی داشته باشد. تحقیقات قبلی پاسخ های متناقضی ارائه کرده است.

پرون و همکارانش نحوه فرسایش امواج مرزهای بزرگترین دریاچه های زمین را مطالعه کردند و آنها را با تصاویر ارسال شده توسط کاسینی از خطوط کلی بزرگ ترین دریاچه های تیتان مقایسه کردند. با این حال، آنها اذعان می کنند که نتایج قطعی نیستند زیرا کاسینی تنها در طول گردش خود به دور زحل از کنار تیتان عبور کرد و بنابراین تصاویر گرفته شده آنطور که انتظار می رفت واضح نبودند.

پرون در بیانیه ای گفت: «بر اساس نتایج، می توان گفت که امواج محتمل ترین عامل فرسایش سواحل دریاهای تیتان هستند. اگر ما می توانستیم در لبه یکی از دریاهای تیتان، ما می‌توانستیم امواج متان و اتان مایع را در ساحل ببینیم که می‌تواند در هنگام طوفان به ساحل برخورد کند و مواد تشکیل‌دهنده ساحل را فرسایش دهد.»

اثبات وجود امواج پیامدهایی فراتر از ساحل دارد. گاهی اوقات یک شهاب سنگ اگر در یک دریاچه فرود بیاید می تواند باعث ایجاد امواج شود، اما چنین اتفاقاتی در تیتان حتی نادرتر از زمین خواهد بود. امواج به قدری مکرر که خطوط ساحلی را فرسایش می دهد، نشانه بادهای شدید است.

رز پالرمو، نویسنده اصلی مقاله که نتایج را گزارش می‌کند، می‌گوید: «برای تعیین اینکه آیا امواج رخ می‌دهند یا خیر، ما به تماشای تصاویر کاسینی از خود دریاچه‌ها برای ارزیابی ساکن بودن یا متلاطم بودن آنها تکیه کردیم.

پالرمو می‌گوید: «بعضی از افرادی که سعی کردند شواهدی از امواج پیدا کنند، چیزی پیدا نکردند و گفتند که این دریاها مانند یک آینه صاف هستند. برخی دیگر گفتند که مقداری ناهمواری را روی سطح مایع مشاهده کردند، اما مطمئن نبودند که آیا امواج باعث آن شده است یا نه.

علاوه بر چالش درک این تصاویر، ما می دانیم که بزرگترین دریاچه های جهان می توانند به سرعت از حالت آرام به طوفانی تبدیل شوند، گویی توسط جادو. به سختی می توان مطمئن شد که هیچ موجی در هیچ زمانی وجود نخواهد داشت.

در صورت تایید، کار پالرمو، پرون و نویسندگان همکار به ما این امکان را می دهد که مدل هایی از جو تیتان و حرکت دریاچه ها و دریاهای آن را بهبود بخشیم. در حالت ایده آل، ممکن است بتوانیم تعیین کنیم که یک دریاچه در تیتان چقدر باید برای تولید امواج فرساینده ساحل باشد و آیا بادها و امواج در عرض های جغرافیایی خاص قوی تر از زمین هستند.

محققان ابتدا سعی کردند دریابند که آیا سواحل اصلاً فرسایش یافته‌اند یا خیر و توسعه آنها را بر اساس دره‌های رودخانه‌های سیل‌زده مدل‌سازی کردند. سوال بعدی این بود که آیا فرسایش احتمالاً ناشی از امواج یا فرآیندهای دیگر است، با استفاده از آنچه در مورد دریاچه‌های زمین برای مقایسه می‌دانیم؟

مقایسه بزرگترین “دریای” تیتان که توسط کاسینی به تصویر کشیده شده است با یک دریاچه زمینی به همان اندازه

برای شبیه‌سازی فرسایش موج، نویسندگان باید ارتفاع موج واقعی را که رخ می‌دهد بدانند، که آن‌ها را با استفاده از اصطلاح «فچ» مدل‌سازی کردند. ناحیه ای از دریا که باد با سرعت و جهت ثابت می وزد و موج ایجاد می کند.

پالرمو توضیح می دهد: فرسایش موج تحت تأثیر ارتفاع و زاویه موج است. ما از موج شکن برای تخمین ارتفاع موج استفاده کردیم، زیرا هر چه موج شکن بزرگتر باشد، فاصله ای که باد می تواند بوزد و امواج ایجاد شود بیشتر می شود.

سپس مناطق اطراف چهار تا از بزرگترین لایه‌های سیال تیتان، که از نظر اندازه با دریاچه‌های بزرگ آمریکای شمالی قابل مقایسه هستند، با این مدل‌ها مقایسه شدند.

پرون گفت: «ما دریافتیم که وقتی خطوط ساحلی فرسایش می‌یابند، شکل آنها با فرسایش موجی سازگارتر است تا فرسایش یکنواخت یا بدون فرسایش.

ما خطوط ساحلی اولیه یکسانی داشتیم و شکل نهایی واقعاً متفاوتی با فرسایش یکنواخت در مقایسه با فرسایش موجی دیدیم. هدف اکنون محاسبه قدرت و جهت بادهای مورد نیاز برای ایجاد چنین فرسایشی است.

ما کاوش فضایی انجام می دهیم زیرا کنجکاوی برای انسان ذاتی است، اما گاهی اوقات نتایج غیرمنتظره ای به همراه دارد. پالرمو می گوید با مطالعه نحوه عملکرد فرسایش در غیاب انسان، می توانیم یاد بگیریم که چگونه از خطوط ساحلی زمین در برابر آسیب محافظت کنیم.