قمر زحل تيتان هو وحده من بين أقمار النظام الشمسي. إنه الشخص الوحيد الذي يتمتع بأي جو يمكن التحدث عنه. قد يكون للأقمار الأخرى أغلفة جوية رفيعة وغير مهمة إلى حد كبير ، مثل جانيميد مع إمكاناته جو الأكسجين . لكن جو تيتان كثيف وغني بالنيتروجين.
أظهرت دراسة جديدة أن الغلاف الجوي لتيتان ورياحه قد ينتج عنها شياطين غبار مشابهة لغبار الأرض.
الغلاف الجوي لتيتان أكثر كثافة من الغلاف الجوي للأرض ، وفقًا لبيانات من فوييجر. إنه سميك وضبابي ومعظمه من النيتروجين (97٪). الغلاف الجوي هو أيضًا 'دوران فائق' ، مما يعني أن الغلاف الجوي يدور بسرعة أكبر بكثير من السطح.
إذن ما هي العمليات الإيولية (التي تحركها الرياح) التي تنشأ على تيتان؟
الدراسة الجديدة بعنوان ببساطة ' الغبار الشياطين على تيتان . ' تم نشره في مجلة AGU's Journal of Geophysical Research: Planets. المؤلف الرئيسي هو برايان جاكسون ، عالم الكواكب في جامعة ولاية بويز بولاية أيداهو.
بادئ ذي بدء ، ما هو بالضبط شيطان الغبار؟
شيطان الغبار زوبعة قصيرة العمر محملة بالغبار. إنها مدفوعة بالحمل الحراري ، ويمكن أن يصل ارتفاعها على الأرض إلى 1000 متر (3280 قدمًا) ، على الرغم من ندرة ذلك. عادة ما تكون شياطين الغبار غير ضارة ، على الأقل هنا على الأرض. إنهم مثل إعصار صغير. وبينما تكون الأعاصير أكبر بكثير وأكثر فتكًا ، وتتشكل من دورات هواء أكبر بكثير ، يمكن أن تتشكل شياطين الغبار في الطقس المشمس دون وجود هيكل رئيسي أكبر في الغلاف الجوي.
قد تخلق الظروف على تيتان شياطين غبار ، رغم أن هذا ليس مؤكدًا بعد. ولكن إذا فعلوا ذلك ، فقد يلعبون دورًا مهمًا في كل من نقل الغبار وخلقه.
عندما كانت كاسيني تزور زحل وأقماره ، وجدت أن ما يصل إلى 30٪ من تيتان كانت مغطاة بالكثبان الرملية ، والتي كانت تحيط بالمنطقة الاستوائية. هذه ليست كثبان رملية ، بل كثبان هيدروكربونية. والغبار أن تراب الشياطين ليس منتظمًا ، ودنيويًا ترابًا. من المحتمل أنه غبار هيدروكربوني.
أول خريطة جيولوجية عالمية لتيتان. المناطق الوردية الممتدة حول خط الاستواء هي كثبان هيدروكربونية. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / ASU
يعتقد العلماء أنه قد يكون هناك تشابه بين الغبار الموجود على تيتان والغبار الموجود على المريخ. يتعرض المريخ لعواصف ترابية عالمية منتظمة تغطي الكوكب بأسره. لكن شياطين غبار المريخ هي التي تنقل في الواقع معظم الغبار حول الكوكب. لذلك على الرغم من أن تيتان لا يواجه نفس العواصف العالمية مثل المريخ ، إلا أن شياطين الغبار قد تلعب دورًا مهمًا في تدوير الهيدروكربونات حول القمر.
'يمكننا مشاهدة شياطين الغبار وهي تتزلج عبر سطح المريخ ونرى كيف تبدو بنيتها الداخلية ، لكن هذا لا يخبرنا بمقدار الغبار الذي ترفعه. قال المؤلف الرئيسي بريان جاكسون في خبر صحفى. قال جاكسون: 'من المحتمل أن تكون شياطين الغبار ، إن لم تكن الآلية المهيمنة ، واحدة من أهم آليات رفع الغبار'.
حتى الآن ، لم يتم رصد شياطين الغبار على تيتان. لكن كاسيني شاهدت عاصفة ترابية كبيرة عندما كانت هناك. من المحتمل أن تكون هذه العاصفة الترابية مكونة من جزيئات عضوية محمولة عالياً من حقول الكثبان الاستوائية.
يبدو أن غبار تيتان يأتي من الهباء الجوي الهيدروكربوني الذي يتساقط من الغلاف الجوي لتيتان. يقول جاكسون أنه على الرغم من أننا نطلق عليه الغبار ، فإنه لا يشبه غبار الأرض ، أو حتى غبار المريخ. على هذين الكوكبين ، الغبار عبارة عن حبيبات صخرية ، مفصولة عن الهياكل الجيولوجية الأصلية عن طريق التعرية. لكن في تيتان ، من المحتمل أن يكون للغبار ملمس بلاستيكي.
تحيط خطوط الكثبان الرملية ببحر شانغريلا الرملي على تيتان ، أكبر أقمار زحل.تنسب إليه: ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / ASI / جامعة باريس ديدرو
لذلك لم يتم رصد شياطين الغبار على تيتان. لكن ليس لدينا تاريخ طويل مفصل لرصد ذلك القمر ، لذا فإن عدم رؤيتهم لا يعني أنهم ليسوا هناك. أظهر مؤلفو الدراسة الجديدة أن شياطين الغبار ممكنة على تيتان. لقد فعلوا ذلك من خلال أخذ البيانات من زيارة كاسيني ، وتطبيق نماذج الأرصاد الجوية عليها.
الغبار الشياطين لا يحتاجون لتكوين الرياح. تنشأ على الأرض في ظروف جافة ودافئة ، عندما تقوم الشمس بتسخين الأرض والهواء بالقرب من السطح. يرتفع الهواء الدافئ على شكل دوامة ، وينتشر الغبار فيه. لكن هذا مجرد تفسير جزئي ، ولا يفهمه العلماء تمامًا.
'عندما نضع الأرقام الخاصة بكمية الغبار التي يجب أن يرفعها شيطان الغبار بناءً على سرعات الرياح التي نراها ، يبدو أنهم قادرون على رفع غبار أكثر مما نتوقع. قال جاكسون: قد تكون هناك آلية أخرى تساعدهم في سحب هذا الغبار - أو أن المعادلات خاطئة.
إذا كانت شياطين الغبار موجودة على تيتان ، فقد تلعب دورًا مهمًا على القمر.
يلقي شيطان الغبار الشاهق بظلاله السربنتينية على سطح المريخ في هذه الصورة التي تم التقاطها بواسطة كاميرا التجربة العلمية للتصوير عالي الدقة (HiRISE) على مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech / Univ. ولاية أريزونا
وعادة ما تكون الرياح على سطح تيتان ضعيفة للغاية. قال جاكسون ، ما لم تكن هناك عاصفة كبيرة تمر عبرها ، فمن المحتمل ألا يكون هناك الكثير من الرياح ، وبالتالي قد تكون شياطين الغبار إحدى آليات نقل الغبار الرئيسية على تيتان - إن وجدت.
على الرغم من أن كثافة الغلاف الجوي لتيتان تبلغ 1.5 مرة كثافة الغلاف الجوي للأرض ، إلا أنه لا يوجد عادة الكثير من الرياح هناك. هذا لأنه أصغر بكثير من تيتان ، وله مرة واحدة فقط من جاذبية الأرض. بدون هذه الجاذبية القوية ، من الصعب تحريك الرياح.
'إنه مجرد هذا الجو الهائل والمنتفخ. عندما يكون لديك هذا القدر من الهواء ، يكون من الصعب جعله يتأرجح. قال جاكسون: 'لذلك لا تهب عادة رياح عاتية على سطح تايتان بقدر ما نعلم'.
هنا على الأرض ، تبلل شياطين الغبار بالرطوبة التي تبرد السطح. تُظهر الأدلة أن تيتان تتعرض لهطول أمطار غزيرة من الميثان ، لكنها ليست منتشرة على نطاق واسع ، وأي بقعة معينة على سطح تيتان قد تتعرض لأمطار غاز الميثان مرة واحدة فقط كل 10 سنوات على الأرض. لذلك ليس من الواضح ما إذا كان هناك ما يكفي لإخماد أي شياطين غبار قد تحدث ، على الرغم من أن هطول الميثان قد يستغرق عدة سنوات تيتان حتى يتبخر مرة أخرى. ولكن حقيقة وجود الكثبان الرملية والعواصف الترابية بالقرب من خط استواء تيتان تشير إلى عدم وجود ترطيب سطحي كافٍ لمنع العمليات الجوية هناك تمامًا.
من الواضح أن علماء الكواكب مهتمون بجميع جوانب الغلاف الجوي للعالم. يخضع الغلاف الجوي للمريخ للكثير من التدقيق العلمي. وكذلك الحال بالنسبة للأرض لأسباب واضحة. على سبيل المثال ، هناك العديد من الدراسات التي تبحث في دور نقل الغبار من آسيا الوسطى إلى أجزاء أخرى من العالم. دراسة واحدة أظهر كيف أثر عمود الغبار في آسيا الوسطى على الساحل الغربي لأمريكا الشمالية. دراسة أخرى درس كيف أثر عمود الغبار نفسه على أزهار العوالق النباتية في بحر الصين الجنوبي.
سنضطر إلى الانتظار لمعرفة ما إذا كان هناك في الواقع شياطين الغبار على تيتان. وكالة ناسا مهمة دراجونفلاي إلى تيتان من المقرر إطلاقه في وقت ما في أبريل 2026. وتتمثل المهمة الأساسية في دراسة كيمياء البريبايوتك في هذا العالم. أحد أهدافه هو مناطق الكثبان الرملية في تيتان حول خط الاستواء.
في هذا الرسم التوضيحي ، تنزل طائرة الهليكوبتر Dragonfly إلى سطح تيتان. الصورة: ناسا
إذا كان هناك غبار شياطين على تيتان ، فمن المحتمل أن تجدهم.
أكثر:
- خبر صحفى: قد تجوب شياطين الغبار الكثبان الهيدروكربونية على قمر زحل تيتان
- ورقة ابحاث: الغبار الشياطين على تيتان
- الكون اليوم: العلماء ينشئون خريطة عالمية لجيولوجيا تيتان