Озёра на сатурнианском спутнике Титане имеют карстовое происхождение

Спутник Сатурна Титан, является единственной, кроме Земли, планетой Солнечной системы, обладающей жидкими озёрами и морями. Правда, водоёмы Титана заполнены жидкими углеводородами, а не привычной нам Н₂О. Последние данные межпланетной автоматической станции "Кассини" дали возможность понять, как появились эти титанские моря и озёра. Они имеют карстовое происхождение!

Уже первые материалы, собранные зондом "Кассини" (а она там на орбите Сатурна с лета 2004-го) показали, что Титан имеет открытые поверхностные водоёмы - довольно глубокие моря моря и мелкие озёра глубиной в несколько метров. Водоёмы сконцентрированы, преимущественно, в "умеренной зоне" и вблизи полюсов (фото 1), и некоторые имеют немалые размеры: площадь самых крупных (море Кракена, например) измеряется сотнями квадратных километров. Питаются эти моря и озёра реками и дождями, а также родниками, и самые мелкие, расположенные на плато (фото 2) время от времени пересыхают - ну, совсем как на Земле!
Фото1

Карта северного полушария Титана. Голубым цветом показаны моря и озёра.
Фото: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

Фото2
Озера на Титане (увеличенный фрагмент предыдущего снимка). Если жёлтый цвет заменить зелёным, получится очень похоже на Карелию 
Фото: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

Имеются, правда 2 очень существенные разницы. Среднегодовая температура на поверхности Титана минус 180 градусов Цельсия, причём практически одинакова на полюсе и экваторе. И поэтому вместо воды там текут по титанским долинам и проливаются дождём с титанского неба жидкие углеводороды - метан (СН₄) и этан (С₂Н₆). В холодной атмосфере Титана эти газы находятся в сжиженном состоянии, да и происхождение этих газов на Титане - чисто химическое, в отличие от земных "болотных газов".

Но генезис, механизм формирования титановых морей и озёр до последних дней оставался научной загадкой. В поисках ответа группа исследователей из Европейского космического агентства под руководством Томаса Корнета "спустилась на Землю".
Как оказалось, озёра Титана напоминают хорошо известные и весьма распространённые земные формы рельефа, которые называются карстовыми воронками и подами. Они образуются в результате водной эрозии - растворения и размыва - осадочных пород (ракушняк, известняк, мел, гипс, песчаник и др.). Со временем (счёт на тысячелетия и миллионолетия) эрозия приводит к формированию воронок и пещер. Скорость их формирования зависит от многих факторов: механический и химический состав пород, характер и количество атмосферных осадков и водного потока, температура поверхности и др.
Хотя условия на Титане значительно отличаются от земных, а ракушняка-известняка не может быть в принципе (это же биоорганические остатки раковин земных моллюсков и фораминифер), но основные закономерности формирования рельефа могут быть сходными. Например, на фото 3 - ландшафт Титана в месте посадки зонда "Гюйгенс" (2005 г. - выпущен на Титан "Кассини"). Хорошо видны камни округлой формы, которые очень похожи на земную гальку и образовались, скорее всего, под воздействием жидкости - метановой реки:

Фото 3

Ландшафт Титана = галечный пляж
Фото: Wikimedia/Andrey Pivovarov

Учитывая все возможные факторы эрозии и рельефообразования, а также новейшую климатическую модель Титана, Томас Корнет и его коллеги рассчитали, сколько требуется времени, чтобы на этом сатурнианском спутнике образовалась карстовая воронка существенных размеров, скажем, в 100 метров глубиной. Расчёты показали, что на формирование такой депрессии (впадины, понижения) в приполярной области Титана уйдёт около 50 миллионов лет. А в "умеренной зоне средней полосы", где титанский климат гораздо "суше" и количество осадков значительно меньше, должно пройти около 375 миллионов лет!
То есть, скорость карстообразования на Титане раз в 30 медленнее, чем на Земле. Однако следует принять во внимание и продолжительность года на Титане (период обращения вокруг Солнца вместе с Сатурном) = тоже 30 лет. Причём, дожди на Титане идут только летом.

Гипотеза опубликована в "Геофизическом журнале" (Journal of Geophysical Research) и, по крайней мере, происхождение на Титане мелких озёр "карельского типа" эта гипотеза объясняет вполне удовлетворительно.

Кстати, "Кассини" сделал ещё одно ценное наблюдение - касательно титанской атмосферы (об этом - следующая статья).

Анатолий Хортицкий,
по материалам астрономических сайтов