2009.12.03. - Miért aszimmetrikus a Titán szénhidrogén-tavainak eloszlása?

A Szaturnusz-pálya viszonylag nagy elnyúltsága miatti változó erősségű besugárzás lehet a fő felelőse annak, hogy a Titán metántavai aszimmetrikusan oszlanak el a két félteke között.

A Szaturnuszt és holdjait 2004 óta vizsgáló Cassini űrszonda SAR (Synthetic Aperture Radar) műszerének adatai alapján a Titán hold északi féltekéjén a pólushoz közeli régiókban található, folyékony szénhidrogénekből álló tavak mintegy 20-szor akkora területet foglalnak el, mint a déli félteke sarki régiójához közeli hasonló képződmények. Az északi félgömbön a részben kitöltött vagy a jelenleg üres tavak száma is szignifikánsan nagyobb, mint a hold déli felén. A SAR adatai alapján előállított képeken a sima felszínrészletek - mint a tavak tükre - sötétek, míg az egyéb, egyenetlen területek - például az üres tómedrek - világosak.

Feltéve, hogy az aszimmetria nem csak egy véletlen következménye, amit a Cassini által gyűjtött nagymennyiségű adat is megerősít, a témával foglalkozó kutatók korábban azt gondolták, hogy az északi és a déli poláris területek topográfiájának esetleges lényegi különbözősége okozhatja a jelenséget. Ilyen eltérés azonban jelenleg nem ismert.

Egy másik lehetőség a szezonális hatás. Mivel a Szaturnusz 29,5 év alatt kerüli meg a Napot, ezért a Titánon is ennyi ideig tart egy év. Az évszakok tehát 15 évenként váltakoznak a két féltekén. Az északin éppen most kezdődött el a nyár, a délin pedig a tél. A szezonális változást segítségül hívó magyarázat szerint a metán párolgása és kicsapódása (metánesők) is ettől függ: a folyamat jelenleg kiszárítja a déli félteke tavait, s feltölti az északiakat.

Oded Aharonson (Caltech) szerint azonban ezzel a magyarázattal is van egy kis probléma. Jelesül az, hogy évente csak néhány méteres szintváltozást tud megmagyarázni, holott a Titán tavai átlagban több száz méter mélyek, így 15 év alatt nyilván nem tudnak teljesen kiszáradni, illetve feltöltődni. Ez az elképzelés nem ad számot a két félteke kiszáradt tavai számának eltéréséről sem. Az északi pólus közelében ugyanis háromszor annyi üres tómeder van, mint a déli pólus körül, a részben feltöltöttek aránya pedig még ennél is nagyobb, körülbelül hétszeres. Aharonson szerint a szezonális hatások a metán globális transzportjának csak egy részéért lehetnek felelősek.

A Titán északi és déli féltekéjének képe a Cassini adatai alapján. Az északi félgömb poláris területein jóval nagyobb a metántavak területe, mint a délin. Az elképzelések szerint ebben, illetve a hosszú idő múlva valószínűleg bekövetkező fordított állapotban nagy szerepe van a Szaturnusz elnyúlt pályájának és a pályaelemek hosszú időskálájú változásának.
[NASA/JPL/Caltech/University of Arizona/Cassini Imaging Team]

Az Aharonson által vezetett kutatócsoport elképzelése szerint a folyamatra a szezonális effektusoknál nagyobb hatással lehet a Szaturnusz Nap körüli pályájának elnyúltsága, az, hogy keringése során jelentősen változik a bolygó, s vele együtt a holdjainak Naptól mért távolsága. Emiatt, amikor a Titán déli féltekéjén éppen nyár van, a hold 12 százalékkal közelebb van a Naphoz, mint amikor az északi részén köszönt be a melegebb évszak. Ennek következményeként az északi nyarak hosszabbak és hűvösebbek, a déliek pedig rövidebbek és melegebbek. Aharonsonék úgy gondolják, hogy ez az eltérés befolyásolja a szénhidrogének párolgását és kihullását az adott féltekén, a két folyamat aránya nem azonos az ellentétes évszakokban. Ez pedig azt jelenti, hogy léteznie kell egy direkt, délről észak felé irányuló metánráramlásnak, ami nagyban hozzájárul a tavakkal való fedettségben jelentkező különbséghez.

A jelenlegi állapot azonban időleges. Több tízezer év alatt a Szaturnusz Nap körüli pályája annyit változik, hogy a mostani helyzet éppen ellentétesre fordulhat, azaz a déli féltekén lesz nagyobb, az északin pedig kisebb a folyékony metánnal borított képződmények területaránya. A Földön is megfigyelhető hasonló folyamat az ún. Milankovich-ciklus formájában, melynek során a földi víz - szintén a földpálya változása okozta klímaváltozások miatt - folyékony állapotból a gleccserekbe és a sarki jégsapkákba fagy, majd újra olvadni kezd, jégkorszakok és melegebb időszakok rendszeres változását előidézve ezzel.

Forrás:

• ScienceDaily 2009.11.30.