«Я бы подумал, что это будут события одного тысячелетия, если даже так», — сказал Джонатан Митчелл, доцент кафедры планетологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и старший автор исследования, которое было опубликовано 9 октября в журнале Nature Geoscience. «Так что это настоящий сюрприз».Штормы вызывают сильные наводнения на местности, которая иначе является пустыней. По словам Митчелла, поверхность Титана поразительно похожа на поверхность Земли, с текущими реками, которые впадают в большие озера и моря, а на Луне есть грозовые облака, которые приносят сезонные, похожие на муссоны ливни.
Но осадки Титана — это жидкий метан, а не вода.«Самые интенсивные метановые бури в нашей климатической модели сбрасывают по крайней мере фут дождя в день, что близко к тому, что мы видели в Хьюстоне от урагана Харви этим летом», — сказал Митчелл, главный исследователь исследовательской группы по моделированию климата Титан Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.Шон Фолк, аспирант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования, сказал, что исследование также показало, что сильные метановые ливни могут оставлять отпечаток на ледяной поверхности Луны почти так же, как сильные ливни формируют каменистую поверхность Земли.
На Земле сильные штормы могут вызвать большие потоки наносов, которые распространяются в низины и образуют конусообразные образования, называемые конусами наносов. В новом исследовании ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что региональные закономерности экстремальных дождей на Титане коррелируют с недавними обнаружениями наносных вееров, предполагая, что они были сформированы сильными ливнями.
Открытие демонстрирует роль экстремальных осадков в формировании поверхности Титана, сказал Сыльги Мун, доцент геоморфологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор статьи. Мун сказал, что этот принцип, вероятно, применим к Марсу, у которого есть собственные большие наносные вееры, и к другим планетным телам. Более глубокое понимание взаимосвязи между осадками и поверхностью планет может привести к новому пониманию воздействия изменения климата на Землю и другие планеты.Аллювиальные вееры Титана были обнаружены радиолокационным прибором на космическом корабле Кассини, который начал вращаться вокруг Сатурна в конце 2004 года.
Миссия Кассини завершилась в сентябре 2017 года, когда НАСА запрограммировало его на погружение в атмосферу планеты, чтобы безопасно уничтожить космический корабль.Хуан Лора, докторант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор статьи, сказал, что Кассини произвел революцию в понимании учеными Титана.Хотя аллювиальные веера Титана — новое открытие, ученые уже много лет следят за поверхностью Луны. Вскоре после того, как «Кассини» достиг Сатурна, радар и другие инструменты показали, что огромные песчаные дюны преобладают в нижних широтах Титана, а озера и моря — в более высоких широтах.
Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что веера наносов в основном расположены между 50 и 80 градусами широты — близко к центрам северного и южного полушарий Луны, но, как правило, немного ближе к полюсам, чем к экватору.Такие вариации в поверхностных особенностях предполагают, что на Луне имеются соответствующие региональные вариации количества осадков, потому что осадки и последующий сток играют ключевую роль в эрозии земли и заполнении озер, в то время как отсутствие дождя способствует образованию дюн.
Предыдущие модели показали, что жидкий метан обычно концентрируется на поверхности Титана в более высоких широтах. Но ни одно из предыдущих исследований не изучало поведение экстремальных дождевых осадков, которые могли бы вызвать крупный перенос наносов и эрозию, или не показало их связи с наземными наблюдениями.Ученые в основном использовали компьютерное моделирование для изучения гидрологического цикла Титана, потому что наблюдения за фактическими осадками на Титане трудно получить, и потому, что, учитывая продолжительность каждого года на Титане, Кассини наблюдал Луну только в течение трех сезонов. Они обнаружили, что в то время как дождь в основном накапливается возле полюсов, где расположены основные озера и моря Титана, наиболее сильные ливни происходят около 60 градусов широты — именно в регионе, где наиболее сильно сконцентрированы выносы наносов.
Исследование предполагает, что сильные штормы возникают из-за резкой разницы между более влажной и прохладной погодой в высоких широтах и ??более сухими и теплыми условиями в более низких широтах. Подобные температурные контрасты на Земле вызывают интенсивные циклоны в средних широтах, что и создает штормы и метели, которые обычны в зимние месяцы на большей части территории Северной Америки.
Исследование финансировалось за счет гранта программы NASA Cassini Data Analysis and Participating Scientists Program.