بعض البحيرات في تيتان لها أشكال تشبه الحلقات حولها ، ويحاول العلماء معرفة كيفية تشكلها. قد يخبرنا فهم كيفية تكوينها شيئًا عن كيفية تشكل المنطقة بأكملها التي تتواجد فيها ، بما في ذلك البحيرات. تم العثور على الميزات على شكل حلقة حول حمامات السباحة والبحيرات في مناطق تيتان القطبية.
بفضل المركبة الفضائية كاسيني ، التي أمضت 13 عامًا في دراسة زحل وأقماره ، نعلم أن القمر الجليدي تيتان هو مكان مثير للاهتمام. أظهرت لنا كاسيني أن تيتان لديها حوالي 650 بحيرة وبحار في مناطقها القطبية. نحن نعلم أيضًا أن حوالي 300 منهم يحتويون على إيثان سائل وميثان ، على الرغم من أنهم ليسوا مليئين بالكامل.
"لا يزال تكوين بحيرات تيتان ، ومعالمها المحيطة ، سؤالًا مفتوحًا".
أنيزينا سولومونيدو ، زميلة باحثين في وكالة الفضاء الأوروبية في المركز الأوروبي لعلم الفلك ، والمؤلفة الرئيسية للدراسة.
الجزء الأكبر من البحيرات الأصغر في تيتان له حواف حادة وأرضيات مسطحة. يمكن أن يصل عمقها إلى 600 متر ولها أطواق خارجية ضيقة بعرض 1 كم.
لكن بعض هذه البحيرات والمسابح لها ميزات غريبة على شكل حلقة حولها يمكن أن تمتد إلى ما يصل إلى 10 كم في الداخل. يطلق عليها العلماء أسوارًا ، ويحيطون تمامًا بحيرتهم المضيفة.
ألقت دراسة جديدة نظرة أعمق على ميزات الأسوار هذه. الدراسة بعنوان "التحليل الطيفي والانبعاثي للأسوار المرفوعة حول بحيرات تيتان الشمالية". المؤلف الرئيسي هو Anezina Solomonidou ، زميل أبحاث ESA في المركز الأوروبي لعلم الفلك (ESAC.) وقد اعتمدوا على بيانات من مطياف رسم الخرائط المرئي والأشعة تحت الحمراء (VIMS) من Cassini لقياس انبعاث الأسوار والميزات الأخرى على Titan ، للعثور على أي أوجه تشابه واختلاف.
وقال سولومونيدو في بيان صحفي "إن تشكيل بحيرات تيتان وما يحيط بها يبقى سؤالا مفتوحا". "قد تحمل الأسوار أدلة مهمة حول كيف أصبحت المناطق القطبية المليئة بالبحيرات في تيتان ما نراه اليوم. كشف بحث سابق عن وجودها ، ولكن كيف تشكلت؟
قام فريق العلماء بفحص خمس مناطق بالقرب من القطب الشمالي لتيتان ، وهي منطقة غنية بالبحيرات وأسوار مرتفعة. كما نظروا في ثلاث بحيرات فارغة في منطقة قريبة للمقارنة. قام الفريق بدمج بيانات VIMS مع بيانات من رادار كاسيني للتصوير ذي الفتحة الاصطناعية (SAR).
تراوح حجم البحيرات من 30 كم أصغر2 بحيرات أكبر بكثير تصل إلى 670 كم2 في الحجم. كانت جميع البحيرات محاطة بالكامل بأسوار يصل ارتفاعها من 200 متر إلى 300 متر ، وتمتد حتى 30 كم داخليًا من حواف البحيرة.
أفضل ما توصلت إليه الدراسة تم التعبير عنه من قبل المؤلف الرئيسي للدراسة: "أظهرت البيانات الطيفية أن الأسوار لها تركيبة مختلفة فيما يتعلق بمحيطها" ، قال سولومونيدو. "يبدو أيضًا أن أرضيات البحيرات الفارغة التي درسناها تشبه إلى حد كبير الأسوار ، مما يشير إلى أن الأحواض الفارغة والأسوار قد تكون مصنوعة من مواد مماثلة أو مغلفة بها ، وبالتالي قد تكونت بطريقة مماثلة."
تشبه الابتعاثية الطيفية للبحيرات والأسوار تشبه سمات أخرى لتيتان. تنتشر التضاريس المتاهة على نطاق واسع في تيتان ، على الرغم من أنها تغطي فقط حوالي 5 ٪ من سطح القمر. سبب هذه التضاريس المتاهة هيدروكربونات سائلة تتدفق عبر سطح تيتان ونحت القنوات. يشتبه العلماء في أن تضاريس المتاهة غنية بالمواد الكيميائية العضوية ، وبسبب التشابه الطيفي بينها وبين الأسوار وأحواض البحيرة الفارغة ، فمن المحتمل أن تكون أحواض وأسوار البحيرة غنية بالمواد العضوية أيضًا.
هناك شيء آخر غريب حول الأسوار المحيطة ببعض بحيرات تيتان. هم دائما يحيطون بالبحيرة المضيفة.
قالت أليس لو غال ، المؤلفة المشاركة ، التي قامت بتحليل الابتعاث الطيفي للأسوار: "الأسوار كاملة أيضًا باستمرار: في حين تم التخلص من الحافات والميزات الأخرى وتكسيرها بمرور الوقت ، فإن الأسوار دائمًا ما تطوق بحيرتها بالكامل". "هذا يساعدنا على تقييد السيناريوهات حول الكيفية التي قد تكون بها."
يقترح المؤلفان آليتين محتملتين يمكن أن تكونا هذه الأسوار. ومع ذلك ، فإنهم حريصون على التأكيد على أن هذا عمل تمهيدي ، وبعيدًا عن كونه نهائيًا.
"من الصعب تضييق الآلية الدقيقة لكيفية تشكل هذه الأسوار ، ولكن مع المزيد من البحث يأتي فهم متزايد للهيئات المثيرة للاهتمام مثل تيتان."
أنزينا سولومونيدو ، زميل أبحاث وكالة الفضاء الأوروبية في مركز الفضاء الفلكي الأوروبي ، ومؤلف رائد للدراسة.
الاحتمال الأول مبني على حقيقة أن أرضيات البحيرة الفارغة والبحيرات الممتلئة لها ارتفاعات مختلفة. وبناءً على ذلك ، يعتقد المؤلفون أن عملية تتضمن سطحًا مشبعًا بالمياه الجوفية هي المسؤولة عن الأسوار.
الاحتمال الثاني هو أن حوض البحيرة والقشرة المحيطة به يتجمد أولاً ثم ينكمش ، مما يؤدي إلى أن تتسرب البحيرة إلى السطح السفلي. يُترك الجزء الذي لا ينكمش في المنطقة بارزًا فوق التضاريس المحيطة ليشكل حاجزًا.
تشير حقيقة أن الأسوار كاملة دائمًا ، بدلاً من تحطمها مثل الحواف ، إلى أن الأسوار أقدم ، طالما أن الحواف مصنوعة من مادة أضعف. في هذا السيناريو ، ستشكل البحيرة الهيدروكربونية أولاً ، ثم السور ، ثم الحافة ، التي تآكلت بسبب ضعف تكوينها.
ولكن إذا كانت كل من الحافة والأسوار مصنوعة من نفس المادة ، فإن هذا التفسير لا يصلح.
إذا كانت كلتا الميزتين مصنوعتين من نفس المادة ، فقد يكون تاريخ البحيرات على النحو التالي: أولاً ، أشكال حوض. ستشكل المواد المتبقية من ذلك الحافات أولاً ، ثم الأسوار الأكبر. إذا كان هذا صحيحًا ، فستكون البحيرات ذات الأسوار أصغر من البحيرات بدون أسوار. إن البحيرات الأصغر سناً لم تكن موجودة منذ فترة طويلة بما يكفي لكي يتآكل سورها وإزالته.
وأضاف سولومونيدو: "من الصعب تضييق الآلية الدقيقة لكيفية تشكل هذه الأسوار ، ولكن مع المزيد من البحث يأتي فهم متزايد للهيئات المثيرة للاهتمام مثل تيتان".
يتطلع المؤلفون ، مثل أي شخص آخر مهتم بأقمار غريبة في نظامنا الشمسي ، إلى مهمة مستكشف الأقمار الصناعية JUpiter ICy (JUICE). JUICE هي مهمة تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تم التخطيط لإطلاقها في عام 2022 والوصول إلى المشتري في عام 2029. ستقضي ثلاث سنوات في استكشاف المشتري وثلاثة من أقماره: Callisto و Europa و Ganymede ، وكلها عوالم تحمل المحيطات.
قال المؤلف المشارك أوليفييه ويتاس ، وهو أيضًا عالم مشروع في وكالة الفضاء الأوروبية ، "إن تحليل بيانات كاسيني لأقمار زحل الجليدية ، وخاصة عند دمج البيانات من أدوات متعددة ، وثيق الصلة للغاية بإعداد مهمة العصير التي ستستكشف أقمار المشتري الجليدية". مهمة العصير.
"حتى إذا كانت تيتان استثنائية ، مع وجود بحيرات وأمطار غير موجودة في أقمار المشتري ، فإن معرفة المزيد عن تيتان يضيف الكثير إلى فهمنا للأقمار الجليدية للنظام الشمسي بشكل جماعي."
مصادر:
- بيان صحفي: كاسيني تستكشف أشكال الحلبة حول بحيرات تيتان
- ورقة بحثية: التحليل الطيفي والانبعاثي للأسوار المرفوعة حول بحيرات تيتان الشمالية
- مجلة الفضاء: على الرغم من أنه عالم غريب ، فإن كانيون تيتان سيبدو مألوفًا للغاية
- مهمة العصير لوكالة الفضاء الأوروبية
