على الرغم من أنه عالم غريب ، إلا أن وديان تيتان ستبدو مألوفة جدًا

تيتان هو قمر يصعب دراسته ، وذلك بفضل الغلاف الجوي الكثيف والضبابي بشكل لا يصدق. ولكن عندما تمكن علماء الفلك من التسلل إلى قمة تحت غيوم الميثان ، اكتشفوا بعض الميزات المثيرة للغاية. وبعض هذه الأشياء ، بشكل مثير للاهتمام ، تذكرنا بالميزات الجغرافية هنا على الأرض. على سبيل المثال ، تيتان هو الجسم الآخر الوحيد في النظام الشمسي المعروف بدورة تبادل السائل بين السطح والغلاف الجوي.

على سبيل المثال ، الصور السابقة التي قدمها كاسيني من وكالة ناسا أظهرت المهمة مؤشرات لأودية شديدة الانحدار في المنطقة القطبية الشمالية بدت مليئة بالهيدروكربونات السائلة ، على غرار وديان الأنهار هنا على الأرض. وبفضل البيانات الجديدة التي تم الحصول عليها من خلال قياس الارتفاع بالرادار ، تبين أن هذه الأخاديد يبلغ عمقها مئات الأمتار ، وأكدت أنهار من الميثان السائل تتدفق عبرها.

تم تقديم هذا الدليل في دراسة جديدة بعنوان ' الأخاديد المليئة بالسائل على تيتان ”- الذي تم نشره في أغسطس من عام 2016 في المجلة رسائل البحث الجيوفيزيائي . باستخدام البيانات التي حصل عليها مقياس الارتفاع الرادار كاسيني في مايو 2013 ، لاحظوا قنوات في الميزة المعروفة باسم Vid Flumina ، وهي شبكة صرف متصلة بثاني أكبر بحر هيدروكربوني في تيتان في الشمال ، ليجيا ماري .

أكبر أقمار زحل ، تيتان ، له ميزات تشبه جيولوجيا الأرض ، مع الأخاديد العميقة شديدة الانحدار. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث / كاسيني

أظهر تحليل هذه المعلومات أن القنوات في هذه المنطقة شديدة الانحدار ويبلغ عرضها حوالي 800 متر (نصف ميل) ويتراوح عمقها بين 244 و 579 مترًا (800-1900 قدم). أظهرت أصداء الرادار أيضًا انعكاسات سطحية قوية تشير إلى أن هذه القنوات ممتلئة حاليًا بالسائل. كان ارتفاع هذا السائل متسقًا أيضًا مع ارتفاع Ligeia Mare (في نطاق 0.7 متر) ، والذي يبلغ متوسط ​​عمقه حوالي 50 مترًا (164 قدمًا).

يتماشى هذا مع الاعتقاد بأن قنوات الأنهار هذه في المنطقة تصب في Ligeia Mare ، وهو أمر مثير للاهتمام بشكل خاص لأنه يوازي كيف تصب أنظمة أنهار الوادي العميق في البحيرات هنا على الأرض. وهو مثال آخر على كيفية عمل ملف الدورة الهيدرولوجية القائمة على الميثان على تيتان يقود تشكيل وتطور ميزات القمر ، وبطرق تشبه بشكل لافت للنظر دورة المياه هنا على الأرض.

أليكس هايز - أستاذ مساعد في علم الفلك في كورنيل ، مدير مرفق التصوير الكوكبي للمركبة الفضائية (SPIF) وأحد المؤلفين على الورقة - أجرى دراسات متفرقة لسطح تيتان والغلاف الجوي بناءً على بيانات الرادار التي قدمتها كاسيني. كما نُقل عنه في مقال نشر مؤخرًا بقلم كورنيل كرونكلر :

'الأرض دافئة وصخرية ، بها أنهار من المياه ، بينما تيتان بارد وجليدي ، وفيه أنهار من الميثان. ومع ذلك فمن اللافت للنظر أن نجد مثل هذه الميزات المتشابهة في كلا العالمين. تعتبر الأخاديد الموجودة في شمال تيتان أكثر إثارة للدهشة ، حيث ليس لدينا أي فكرة عن كيفية تشكلها. عرضها الضيق وعمقها يدلان على تآكل سريع ، حيث ترتفع وتنخفض مستويات سطح البحر في البحر القريب. هذا يثير مجموعة من الأسئلة ، مثل أين ذهبت كل المواد المتآكلة؟ '

صورة كاسيني للمنطقة القطبية الشمالية لحوض تصريف تيتان وفيد فلومينا ، تُظهر Ligeia Mare (على اليسار) وحوض تصريف Vid Flumina (على اليمين). المصدر: R.L. Kirk / NASA / JPL

إنه سؤال جيد بالفعل ، لأنه يثير بعض الاحتمالات المثيرة للاهتمام. بشكل أساسي ، الميزات التي لاحظتها كاسيني هي مجرد جزء من المنطقة القطبية الشمالية لتيتان ، والتي تغطيها أجسام كبيرة دائمة من الميثان السائل - وأكبرها هي Kraken Mare و Ligeia Mare و Punga Mare. في هذا الصدد ، تشبه المنطقة المضايق المتآكلة بالجليد على الأرض.

ومع ذلك ، لا تسمح الظروف على تيتان بوجود الأنهار الجليدية ، مما يستبعد احتمال أن تكون الصفائح الجليدية المتراجعة قد نحتت هذه الأخاديد. إذن هذا يطرح السؤال بطبيعة الحال ، ما هي القوى الجيولوجية التي خلقت هذه المنطقة؟ خلص الفريق إلى أنه لم يكن هناك سوى احتمالين محتملين - بما في ذلك التغييرات في ارتفاع الأنهار ، أو النشاط التكتوني في المنطقة.

في النهاية ، فضلوا نموذجًا حيث أدى التباين في ارتفاع سطح السائل إلى تكوين الأخاديد - على الرغم من أنهم أقروا بأن كل من القوى التكتونية وتغيرات مستوى سطح البحر لعبت دورًا. كما قال فاليريو بوجيالي ، عضو مشارك في فريق كاسيني رادار العلمي بجامعة سابينزا في روما والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية ، لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:

'ما تعنيه الوديان على تيتان حقًا هو أن مستوى سطح البحر في الماضي كان أقل ، وبالتالي يمكن أن يحدث التعرية وتكوين الوادي. بعد ذلك ارتفع مستوى سطح البحر وردم الأخاديد. من المفترض أن يحدث هذا على مدار دورات متعددة ، حيث يتآكل عندما يكون مستوى سطح البحر أقل ، ويترسب البعض عندما يكون أعلى حتى نحصل على الأخاديد التي نراها اليوم. لذا ، ما يعنيه هو أن مستوى سطح البحر قد تغير على الأرجح في الماضي الجيولوجي وأن الأخاديد تسجل هذا التغيير بالنسبة لنا '.

ثاني أكبر بحيرة ميثان في تيتان ، ليجيا ماري. الائتمان: NASA / JPL / USGS

في هذا الصدد ، هناك العديد من الأمثلة على الأرض للاختيار من بينها ، وكلها مذكورة في الدراسة:

تشمل الأمثلة بحيرة باول ، وهي خزان على نهر كولورادو تم إنشاؤه بواسطة سد غلين كانيون ؛ نهر جورج في نيو ساوث ويلز ، أستراليا ؛ ومضيق نهر النيل ، الذي تشكل مع جفاف البحر الأبيض المتوسط ​​خلال أواخر العصر الميوسيني. أدى ارتفاع مستويات السوائل في الماضي الجيولوجي القريب إلى فيضان هذه الوديان ، مع أشكال مماثلة لتلك التي لوحظت في Vid Flumina. '

إن فهم العمليات التي أدت إلى هذه التكوينات أمر بالغ الأهمية لفهم الحالة الحالية لجيومورفولوجيا تيتان. وهذه الدراسة مهمة لأنها أول من استنتج أن الأنهار في منطقة فيد فلومينا كانت أخاديد عميقة. في المستقبل ، يأمل فريق البحث في فحص قنوات أخرى على تيتان لاحظتها كاسيني لاختبار نظرياتها.

مرة أخرى ، أظهر استكشافنا للنظام الشمسي كم هو غريب ورائع حقًا. بالإضافة إلى كل الأجرام السماوية التي لها مراوغات خاصة بها ، لا يزال لديهم الكثير من القواسم المشتركة مع الأرض. بحلول الوقت الذي تكتمل فيه مهمة كاسيني (15 سبتمبر 2017) ، ستكون قد مسحت 67٪ من سطح تيتان باستخدام أداة التصوير RADAR الخاصة بها. من يدري ما هي الميزات الأخرى 'الشبيهة بالأرض' التي سيلاحظها قبل ذلك الحين؟

قراءة متعمقة: رسائل البحث الجيوفيزيائي