Gravitační anomálie na Titanu

titan_nahled zdroj:nasa.gov

Titan je zatím jediným dalším tělesem kromě Země, na kterém probíhá koloběh kapaliny. Obíhající kapalinou není však voda, nýbrž kapalné uhlovodíky, které tvoří jezera. Z nich se kapalina dostává do atmosféry. Nakonec zkondenzuje a spadne ve formě deště zpět na povrch. Tam pak může kromě doplnění hladiny stávajících jezer vytvořit jezera nová nebo se drobnější proudy mohou nakonec stéci do řek. O jejich objevu jsme vás informovali v prosinci 2012. Se vsakováním to mají však uhlovodíky velmi obtížné, neboť pod povrchem se nachází ledová krusta. Ta je již tvořena skutečně vodním ledem, který má při teplotě -180°C panující na Titanu tvrdost srovnatelnou s mnohými známými pozemskými nerosty. A led je tím činitelem, který nedávno zamotal hlavy vědcům.

Analýza dat z měření gravitace a topografie terénu ze Saturnova měsíce Titanu získaných sondou Cassini naznačuje, že by mohlo jít o něco neočekávaného a sice o měsíční vnější! ledovou skořápku. Výsledky, publikované 28. srpna v časopise Nature, naznačují, že na Titanu může být tuhá ledová krusta, a že relativně malé topografické prvky na povrchu mohou být spojeny s velkými „kořeny“ ledu sahajícími až do podkladového oceánu.

Schéma ledové krusty. Silná vrchní vrstva ledu udržuje nižší topografii terénu, přestože na ni tlačí zespodu led o niižší hustotě.  kredit: D. Hemingway

Schéma ledové krusty. Silná vrchní vrstva ledu udržuje nižší topografii terénu, přestože na ni tlačí zespodu led o nižší hustotě.
kredit: D. Hemingway

Studii vedli dva planetární vědci Douglas Hemingway a Francis Nimmo z University of California (Santa Cruz), kteří používají ke svému výzkumu data ze sondy Cassini. Vědci byli překvapeni neintuitivním vztahem mezi gravitací a topografií.

„Normálně, když letíte přes hory, můžete očekávat nárůst gravitace kvůli zvýšení hmotnosti hory,“ řekl Nimmo. „Na Titanu, když letíte přes hory, tak naměříte gravitaci nižší než by v těch místech měla být. To je velmi zvláštní pozorování.“

Jedním z možných vysvětlení je, že každý hrbol v topografii na povrchu Titanu je kompenzován hlubším „kořenem“, který je dostatečně velký, aby přemohl gravitační účinek hrbolu na povrchu. Kořen by mohl působit jako ledovec rozšiřující ledovou skořápkou až do oceánu pod ním. V tomto modelu by mohla Cassini detekovat menší gravitaci všude tam, kde je velký kus ledu, spíše než voda, protože led má menší hustotu než voda.

Ledovec plovoucí ve vodě je v rovnováze. Jeho vztlak vyvažuje hmotnost. V tomto modelu Titanu jsou ale kořeny zasahující pod ledovce mnohem větší, než hrboly na povrchu, takže jejich vztlak je tlačí proti ledového plátu. „Je to jako velký nafukovací míč pod ledovcem, který na něj tlačí. Jediný způsob, jak je ho možné udržet pod hladinou je, že vrstva ledu je dostatečně silná,“ řekl Hemingway, autor a zároveň vedoucí studie. „Jestliže velké kořeny pod ledovou krustou jsou oním vysvětlením, znamená to, že Titanův ledový krunýř musí mít velmi silnou tuhou vrstvu.“

Vědci spočítali, že v takto koncipovaném modelu by Titanova ledová krusta měla být nejméně 40 km silná. Také zjistili, že stovky metrů povrchové eroze a usazenin jsou potřebné k pozorované příčině nerovnováhy mezi velkými kořeny a malou topografií povrchu. Výsledky z jejich modelu jsou podobné hodnotám získaných geomorfology studujícími erozi impaktních kráterů a další útvary na Titanu.

Povrch Titanu pořízený pouzdrem Huygens 14.ledna 2005 při sestupu na povrch. zdroj:nasa.gov/esa.int

Povrch Titanu pořízený pouzdrem Huygens 14.ledna 2005 při sestupu atmosférou.
zdroj:nasa.gov/esa.int

Pokud tato zjištění jsou správná a led tvoří skutečně silný tuhý krunýř, pak bude naděje vědců na nalezení ledových sopek, které by mohly vysvětlovat další útvary viděné na povrchu, velmi malá. Tito vědci také naznačují, že konvekce nebo deskové tektoniky nemohou obnovovat ledové útvary na Titanu podobně, jako je tomu u geologicky aktivní zemské kůry. Led zůstává na jednom místě a postupně na něj působí místní počasí a eroze, podobně jako kdybyste na Zemi najednou vypnuli deskovou tektoniku.

Vědci si nejsou jisti, co může na Titanu způsobovat zjištěné topografické útvary s hlubokými kořeny. „Titanova excentrická oběžná dráha kolem Saturnu vytváří příliv a odliv, který způsobuje pnutí povrchu měsíce a vytváří slapový ohřev. Ten by mohl způsobovat změny zaznamenané v tloušťce pláště ledu“, řekl Hemingway.

Na výzkumu kromě Douglase Hemingwaye a Francise Nimma spolupracují i Howard Zebker ze Stanfordské univerzity a Luciano Iess z univerzity Sapienza v Římě.

Autor originálu: Tim Stephens, University of California (Santa Cruz)

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/whycassini/cassini20130828.html#.Uh5XZD89uNs
http://news.ucsc.edu/2013/08/titan-ice-shell.html

Zdroje obrázků:
http://apod.nasa.gov/apod/image/0410/titan_cassini_PIA06139.jpg
http://news.ucsc.edu/2013/08/images/illustration-400.jpg
http://www.nasa.gov/sites/default/files/pia08118_2.jpg?itok=kmaZl2lH

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (11 votes cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 0 (from 0 votes)
Gravitační anomálie na Titanu, 2.5 out of 5 based on 11 ratings
Pin It
(Visited 519 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (11 votes cast)
(Visited 519 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


Zanechte komentář