2015.04.21. - Heves metánviharok tájolhatják a Titan homokdűnéit

Egy új eredmény szerint a Titan sűrű légkörében nagy magasságban keleti irányban fújó metánszelek okozhatják a hold homokdűnéinek szintén keleti irányultságát, amit eddig még nem sikerült kielégítően megmagyarázni.

Vastag, ködös légkörével, felszíni folyóival, hegyeivel, tavaival és dűnéivel a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titan a Földre legjobban hasonlító égitest a Naprendszerben. A Cassini űrszonda vizsgálatai alapján évről évre új rejtélyek merülnek fel vele kapcsolatban. Az egyik a Cassini által a hold egyenlítőjének közelében lefényképezett, látszólag szél által létrehozott homokdűnék és az ott fújó szél iránya közötti eltérés. A probléma a következő: A klímaszimulációk azt mutatják, hogy a Titan felszínközeli szelei - hasonlóan a földi passzátszelekhez - nyugati irányban fújnak. Kérdés, hogy a több száz méter magas és sok kilométer hosszú dűnék miért állnak akkor kelet felé?

A dűnék irányát próbálták már a Szaturnusz árapály-erőivel, különböző felszíni alakzatok és a szél dinamikájának hatásával magyarázni, de teljes egészében egyik sem indokolta valódi helyzetet. Benjamin Charnay (University of Washington) és munkatársai új számítógépes modellje alapján a választ magasan a Titan sűrű légkörében tomboló metánviharok jelenthetik, amelyekben keletre fúj a szél. Szerintük a Titan felszíni homokdűnéinek elhelyezkedését olyan ritka metánviharok határozzák meg, amelyek a felszíni nyugati szeleknél sokkal erősebb keleti széllökéseket eredményeznek, beállítva így a homokdűnék irányát is.

A Szaturnusz legnagyobb holdjának, a Titannak a felszíne, háttérben a gyűrűs bolygóval. Az új eredmény megoldhatja a holdfelszíni homokdűnék irányának rejtélyét.
[Antoine Lucas / NASA]

A viharos szelek sebessége eléri a 10 m/s-ot (36 km/h-t) is, ami 10-szerese a Titan szelíd felszínközeli szelei sebességének. Bár csak a titani napéjegyenlőség környékén fújnak - ez körülbelül 14,75 évenként következik be -, amikor a nappalok és éjszakák hossza megegyezik, erejük elegendő a homokdűnék irányának megváltoztatásához. A Titanon az utolsó napéjegyenlőség 2009 augusztusában volt. A hatást valószínűleg segíti, hogy a Cassini megfigyeléseinek megfelelően 8 kilométer felett a Titan légköre sokkal gyorsabban forog, mint a felszín maga. Charnay szerint a modelljük azt jelzi, hogy ezek a metánviharok erős leáramlásokat hoznak létre, amelyek a felszínt elérve kelet felé fordulnak, és így átrendezik a dűnéket. Először olyan globális klímamodellel próbálták megoldani a problémát - sikertelenül -, amely nem vette figyelembe a metánfelhőket, utána azonban rájöttek, hogy ez a metán lehet a kulcs a megoldáshoz. A Titan egyenlítőjével párhuzamosan futó hosszú, egyenes dűnék valószínűleg nem szilikátokból állnak, mint a földi homok, hanem szénhidrogén-polimerekből, amelyek a légköri metán bomlástermékei.

Charnay hivatkozik egy tavaly decemberben a Nature magazinban megjelent tanulmányra is, amely szerint legalább 5 km/h sebességű szelek kellenek ahhoz, hogy a felemeljék és szétterítsék a homokot a Titan felszínén - ez az érték pedig 40-50 százalékkal magasabb a korábbi becsléseknél. Ez a nagy szélsebesség-küszöb kellemes meglepetés volt számukra, hiszen azt jelenti, hogy a Titanon csak a gyors szelek szállítják a homokot, összhangban azzal a hipotézisükkel, hogy az erős leáramlások kontrollálják a dűnék irányát és mozgását.

A Titan légköre 98,4%-ban nitrogénből áll, a maradék pedig metán és egy kevés hidrogén. A felszíni gravitációs gyorsulás a földinek egyhatoda, az atmoszféra sűrűsége pedig 4-5-szöröse, azaz egy űreszköz viszonylag könnyen közlekedhet a légkörben. Az ESA Huygens leszállóegysége, amely a Cassini űrszondával érkezett a holdhoz, 2005-ben sikeresen landolt a Titanon és küldte vissza az első fényképeket a köves felszínről. Charnay szerint hipotézisüket a Cassini közvetlen megfigyelései erősíthetnék meg. Sajnos az űrszonda küldetése 2017-ben befejeződik, a következő napéjegyenlőség pedig csak 2023-ben lesz a Titanon. A kutatók azonban bíznak abban, hogy lesznek más küldetések is, hiszen rengeteg megoldandó rejtély, probléma van még a Titannal kapcsolatban. Nem tudjuk például, hogy miként alakult ki a vastag nitrogénlégkör, honnan származik a metán, és hogyan jött létre a titani homok. Végül az sem zárható ki, hogy a holdon létezhet az életnek valamilyen formája, talán a metántavakban és tengerekben. Charnay szerint a Titan egy valóban lenyűgöző és fejlődő világ, amelyet egészében kell megértenünk.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature Geoscience c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2015.04.13.