Титан можно было бы даже сравнить с Землёй, если бы не одно «но»

Наука и жизньНаука

Этан, метан, азот и Титан

Кандидат химических наук Максим Абаев

Крупнейший спутник Сатурна Титан. Фотография передана на Землю аппаратом NASA «Кассини» 13 сентября 2017 года, всего за два дня до того, как станция закончила свою 19-летнюю миссию, сгорев в плотной атмосфере Сатурна. Фото: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

В Солнечной системе существует много миров, непохожих на наш Земной. И один из них — мир Титана, самого большого спутника Сатурна. Если бы не огромный газовый гигант Сатурн, Титан вполне мог бы быть самостоятельной планетой — по размеру он даже слегка превосходит Меркурий. У него есть плотная атмосфера, состоящая в основном из азота (атмосферой не может похвастаться больше ни один спутник в Солнечной системе). Под толстой ледяной коркой, покрывающей всю поверхность Титана, скорее всего, скрывается океан с жидкой водой — неплохой кандидат на наличие новых форм жизни. Титан можно было бы даже сравнить с Землёй, если бы не одно «но». Температура на нём составляет почти минус 180°С. А самое удивительное, что даже при таком невероятном морозе на поверхности Титана можно найти жидкие озёра.

Секрет незамерзающих «титановых» озёр прост — они состоят не из воды, а из простейших углеводородов — метана и этана, способных оставаться жидкими при крайне низких температурах. Об озёрах на Земле мы знаем практически всё: как они образовываются и как высыхают, сколько и каких веществ содержится в их водах и кто в их глубинах машет плавниками. А вот об озёрах на Титане информации мало. Радарное зондирование поверхности Титана со станции «Кассини» в середине 2000-х годов подтвердило наличие озёр, и последующие наблюдения позволили составить карту озёр и выяснить кое-что об их особенностях. С тех пор к Титану не отправляли ни одной космической миссии, поэтому узнавать о нём что-то новое приходится в основном с помощью теоретических моделей, делая их всё более подробными и точными. Благо, о самих углеводородах мы знаем много, да и провести небольшой эксперимент в лаборатории, воссоздав суровые условия Титана, тоже возможно.

Исследователи из Массачусетского технологического института и нескольких других научных центров недавно построили теоретическую модель небольшого углеводородного озера, изучили динамику жидкости в нём и узнали кое-что любопытное. Чтобы разобраться в процессах, происходящих в метаново-этановом озере, посмотрим сначала на самое обычное озеро с самой обычной водой. Если вы когда-то купались погожим летним днём в более или менее глубоком водоёме, а ещё лучше, если ныряли, то наверняка замечали, что под тёплым верхним слоем воды довольно близко к поверхности начинается холодный слой. Иногда эта граница настолько чёткая, что её буквально можно почувствовать кожей.

По-научному такое поведение воды в озере называется температурной стратификацией. Причина её кроется в различии плотности тёплой и холодной воды. Максимальной плотностью вода обладает, как известно, при +4°С. Соответственно, слой воды с такой температурой будет стремиться опуститься на самое дно. А более тёплая вода на поверхности водоёма, подогреваемая дневным солнцем, будет, наоборот, всегда стремиться «всплыть». Получается, что холодная и плотная вода остаётся внизу, а тёплая и менее плотная находится сверху, и эти слои совсем не хотят перемешиваться. Такое состояние слоёв весьма устойчиво и может сохраняться на протяжении всего лета. Но это у нас, на Земле. А как обстоят дела на Титане, где в озёрах

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении