Озера на спутнике Сатурна Титане, состоящие из метана, этана и азота, а не воды, испытывают стратификацию, обусловленную плотностью, образуя слои, похожие на озера на Земле. Однако в то время как озера на Земле стратифицируются в зависимости от температуры, озера Титана стратифицируются исключительно из-за странных химических взаимодействий между поверхностными жидкостями и атмосферой, говорится в статье исследователя Института планетных наук Джордана Стеклоффа.
Стратификация возникает, когда разные части озера имеют разную плотность, при этом менее плотный слой плавает поверх более плотного. На Земле озера в умеренном климате летом часто расслаиваются на слои, поскольку Солнце нагревает поверхность озера, заставляя эту воду расширяться и становиться менее плотной, образуя слой теплой воды, который буквально плавает по более холодной воде внизу. Эта стратификация, обусловленная плотностью, может иметь место и на Титане; однако это происходит из-за количества атмосферного азота, которое жидкости на поверхности Титана могут растворять, а не из-за нагрева и расширения жидкостей.
«Озера на Титане - это больше, чем просто лужи сжиженного природного газа, это динамические места, в которых происходят сложные физические процессы. Они могут расслаиваться, переворачиваться и, возможно, извергаться», - сказал Штеклофф, ведущий автор книги «Динамика стратификации озер Титана посредством испарения метана», опубликованной в журнале The Planetary Science Journal.
Поскольку жидкий метан менее плотен, чем жидкий этан, долгое время считалось, что метан Титана обычно плавает над жидким этаном. Однако, если учесть родство метана и атмосферного азота, метан может растворять достаточно азота при низких температурах, чтобы стать более плотным, чем этан.
Штеклофф и его исследовательская группа поняли, что такое поведение по своей природе будет приводить к стратификации озера при температурах всего на несколько градусов ниже, чем обычно наблюдается на Титане. «Мы сосредоточились на небольших неглубоких озерах, которые наполняются после дождя на Титане, и обнаружили, что при низкой температуре испарение метана с поверхности может вытеснить растворенный азот, который является тяжелым, что приводит к обогащению этаном (метан - бедный азотом) слой, плавающий поверх слоя, богатого метаном», - сказал Штеклофф.
Несмотря на холодную температуру поверхности около 90 Кельвинов (-183,15 градусов по Цельсию), способность Титана иметь дожди, реки и озера, естественно, требует сравнения с нашей родной планетой. «Земля - самая похожая на Титана планета из известных. Как и на Титане, на Земле есть динамические озера. На обоих активны похожие процессы, показывая, что сложным поведением поверхностных жидкостей можно управлять с помощью нескольких простых правил и процессов», - сказал Стеклофф.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20201006135933
Обозрение "Terra & Comp".
