Американский космический аппарат «Кассини» (Cassini) обнаружил в северном полушарии спутника Сатурна Титана сотни озер и больших морей. Все они заполнены не водой, как на Земле, а простыми органическими соединениями, в первую очередь – метаном. Считается, что основная часть жидкости поступает в эти моря из облаков во время осадков. Однако многие особенности того, как жидкость просачивается под землю и испаряется, попадая в атмосферу, до сих пор остаются для ученых загадкой.

Ранее ученые предполагали, что поверхностные моря и озера на Титане могут взаимодействовать с подповерхностной жидкостью. Препятствием для исследования процесса являлось отсутствие сведений о подземных водоемах. Именно эту проблему пытаются решить французские ученые в новом исследовании.

Ученые проанализировали, как будет взаимодействовать жидкий метан, выпадающий с дождями, с подземными линзами водяного льда. Они считают, что дождевой сток изменяет свой химический состав с образованием клатратов. Так называют минеральные соединения, образующиеся при внедрении молекул постороннего вещества в полости кристаллической решётки, образованной молекулами первоначального минерала. В ходе процесса под поверхностью Титана образуются линзы жидкого пропана и этана, которые могут иметь прямую связь с озерами.

Моделирование процесса просачивания жидких углеводородов через кору Титана показало, что в нижней части линзы, содержащей осадочный метан, будет постепенно формироваться вторая линза, клатратная по составу. Известно, что водно-метановые клатраты существуют и на Земле в приполярных океанических отложениях. Условия атмосферного давления и температуры на Титане таковы, что позволяют формироваться клатратам при контакте жидких углеводородов с водяным льдом, который считается достаточно распространенным компонентом коры спутника. Клатратные слои могут существовать в течение долгого времени на глубине до нескольких километров.

Как известно, клатраты могут захватывать и разделять вещество на жидкую и твердую фазы. Этот процесс называется фракционированием. Взаимодействуя с поверхностными озерами, клатратные линзы будут постепенно менять их состав, превращая метан в пропан и жидкий этан. Ученые пришли к выводу, что состав поверхностных озер из-за взаимодействия с линзами льда может меняться в значительной степени, при условии, что линзы длительное время отрезаны от атмосферы.

В результате, отмечают ученые, реки и озера, связанные с подземными линзами, по составу должны отличаться от изолированных. Это позволит в дальнейшем, анализируя состав водоемов в разных районах Титана, оценить региональную глубину залегания льдов.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить