باستثناء النيتروجين، وهو العنصر المهيمن في الغلاف الجوي، هناك غاز آخر ذو أهمية كبيرة هو الميثان،
كما لوحظ في الملاحظات السابقة للصينيين، توجد على أرض تيتان ميزات ذات شكل مميز للأنهار، باستثناء أنه بدلاً من الماء، يتدفق الميثان السائل فيها (درجات الحرارة المنخفضة لتيتان تجعل ذلك ممكنًا). سيتم عرض عدة أمثلة هنا.
1. أركوس هوتي يحدها سلاسل جبلية من الجنوب ومن الشمال وادٍ واسع النطاق. ومن قمم الجبال تنحدر عدة قنوات صافية من المحتمل أنها أنهار جافة قطعها غاز الميثان الذي تدفق فيها إثر هطول الأمطار في الوادي. وتصل الأنهار إلى تكوينات الفصوص (الفصوص) التي يتراوح عمقها بين 150-200 متر. الموقع: 78 درجة غربًا، 28 درجة جنوبًا)
2. في نصف الكرة الجنوبي عند خط عرض 240 درجة غربًا و71 درجة جنوبًا، يوجد نظام معقد من الأخاديد المنحوتة بواسطة تيار من أنهار الميثان. وكان التدفق من الأماكن المرتفعة إلى الأماكن المنخفضة. تظهر الانفجارية العالية للروافد أن الأمطار لها قدرة تآكل قوية جدًا على الأرض. الانطباع الناتج هو أن تيتان نشط للغاية من الناحية الجيولوجية. ويبدو أن الأخاديد كانت مملوءة في الماضي بمادة حبيبية دقيقة تظهر داكنة في صور الرادار. وقد استخرج هذه المادة من نهر كبير وأمطار (2).
3. في القطب الشمالي، تم العثور على تكوين نهري يذكرنا بنهر النيل يتدفق في اتجاه بحر عظيم. ويبلغ طولها 400 كم. ومن هذا التكوين يوجد تفرع للروافد (3).
تم العثور على ظاهرة تذكرنا بالمناظر الطبيعية الكارستية على تيتان. وهي ظاهرة تتعلق بذوبان الصخور إثر تغلغل المياه فيها ويصاحبها منخفضات وأودية وكهوف تحت الأرض. توجد المناظر الطبيعية الكارستية في المناطق المناخية الرطبة أو شبه الرطبة. وجدت في الحجر الجيري والصخور الدولوميت. المكان الذي تم العثور فيه على التكوينات الكارستية على تيتان هو سيكون لابيرينثوس (4).
أَجواء
باستثناء النيتروجين، وهو العنصر المهيمن في الغلاف الجوي، هناك غاز آخر ذو أهمية كبيرة هو الميثان، وجزيئات الميثان لها عمر قصير لأنها تتحلل باستمرار بواسطة ضوء الشمس وتتشكل جزيئات أكثر تعقيدا في مكانها. وبنفس درجة وجود الماء الثقيل، يوجد أيضًا الميثان الثقيل. الفرق بين الميثان الخفيف والميثان الثقيل يكمن في نظائر الكربون التي تشكل جزيئات الميثان. الكربون العادي هو الكربون 12 والكربون الثقيل والنادر أيضاً هو الكربون 13. وبسبب الوزن المنخفض للجزيئات التي تحتوي على الكربون 12 فإن تفككها وتحولها إلى جزيئات أكثر تعقيداً يكون أسرع إلى حد ما من الكربون 13. ولذلك فإن الزيادة في تركيز الكربون 13 الكربون 13 في الغلاف الجوي أبطأ. إن بناء النماذج التي تدرس تركيز الكربون XNUMX يجعل من الممكن التحقق من مدة وجود هذا النشاط الكيميائي في الغلاف الجوي لتيتان.
بناءً على أحد النماذج، تم تقدير عمر الميثان في تيتان بـ 1.6 مليار سنة، أي حوالي ثلث عمر تيتان. ويثير هروب غاز الميثان من طبقات الغلاف الجوي العلوي تساؤلات حول هذا العصر. دراسات أخرى مبنية على هذه الحقيقة تقصر بشكل كبير عمر الميثان. والتقدير بحسب هذه الدراسات هو أن عمر الميثان هو 1 ملايين سنة. ووفقا لكلا النموذجين، ينشأ الميثان في داخل تيتان ويرتفع إلى السطح في انفجار واحد. ونتيجة لذلك غاصت المواد الثقيلة باتجاه مركز القمر وارتفعت المواد الخفيفة نحو الأرض. ولهذا السبب تكون نظائرها شابة دائمًا. إن عملية من هذا النوع تتناقض مع التقييم الذي أشرنا إليه سابقاً.
المصدر المحتمل للميثان هو الميثان كلاثرات - جزيئات الميثان محاصرة في شبكة من جزيئات الجليد. على الأرض، أصل الميثان كلاثرات هو في أعماق قشرة المحيطات. ولهذا السبب هناك من يعتقد أن تحت سطح تيتان يوجد محيط من الماء السائل الممزوج بالأمونيا التي تعمل كمضاد للتجمد. إذا كانت هذه الفرضية صحيحة، فإن غاز الميثان يصل إلى الأرض من خلال البراكين الجليدية أو ينفجر في الأرض من خلال الشقوق في القشرة الأرضية (5).
وتبين أن الغلاف الجوي السفلي يتكون من طبقتين تختلفان عن الطبقات التي فوقهما في درجة حرارتهما. ويبلغ سمك الطبقة السفلية 800 متر وهو يتغير بشكل يومي (يوم تيتان). سمك الطبقة العليا 2 كم ويتغير بتغيرات الطقس (6).
ضباب
اكتشفت المركبة الفضائية هيكسيني وجود ضباب على طول القطب الجنوبي. أما الضباب فيشير إلى وجود خزانات من غاز الميثان السائل على سطح القمر تتبخر في الغلاف الجوي. ويبدو أن التبخر يحدث في نهاية الصيف في مناطق واسعة من القطب. إن اختراع الضباب هو في الواقع دليل آخر على وجود دورة هيدرولوجية للميثان في الغلاف الجوي. يمكن أن يتشكل الضباب على الأرض عندما تصل نسبة الرطوبة إلى 100%. يمكن أن يحدث التبخر في عدة حالات. إحدى الطرق هي إضافة الماء إلى الهواء. أما الطريقة الثانية والأكثر شيوعًا فتحدث عندما يبرد الهواء بحيث لا يمكنه الاحتفاظ بكمية أكبر من الماء ويخضع لعملية التكثيف (CONDENSE). مع شروق الشمس يسخن الهواء ويتبدد الضباب. يمكن أن يحدث تكوين الضباب أيضًا عندما يمر الهواء البارد فوق أرض باردة. عندما يبرد الهواء، يتكثف الماء (CONDENSE). وبالمثل، يمكن أن يتشكل الضباب عندما يمر الهواء الرطب فوق الجبال. ويرتفع إلى جوانب الجبال فيتكثف الماء. لا توجد أي من هذه الآليات على تيتان. والسبب في ذلك هو أن الهواء يحتاج إلى وقت طويل حتى يبرد أو يسخن. وحتى لو انطفأت الشمس تمامًا، فسيستغرق الأمر 100 عام حتى يبرد الغلاف الجوي لتيتان تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، حتى أبرد أجزاء الأرض تكون ساخنة جدًا بحيث لا تسمح بالتكثيف. الطريقة الوحيدة لتشكل الضباب على تيتان هي تبخر الميثان السائل. يجب أن يكون هناك أمطار الميثان، وتدفقات الميثان من الخزانات، والتآكل والجيولوجيا. يشير الضباب إلى أن تيتان لديه دورة ميثان هيدرولوجية نشطة.
يشير وجود الضباب أيضًا إلى ضرورة وجود خزانات لغاز الميثان. والسبب في ذلك هو أن الهواء الأرضي كله، بعد أن تصل نسبة الرطوبة فيه إلى 100% ويتحول إلى ضباب، يرتفع (الهواء) بسرعة إلى الغلاف الجوي مثل سحابة ركامية كبيرة. الطريقة الوحيدة لجعل الضباب يلتصق بالأرض هي إضافة الرطوبة وتبريد الهواء قليلًا. يمكن تبريد الهواء إلى حد ما عن طريق ملامسة شيء بارد مثل خزان متبخر من الميثان السائل (7).
ضباب
في الصور من - 22.5.2012 ومن 7.6.2012 ترى علامات تشكل الضباب فوق القطب الجنوبي. يتشكل الضباب على ارتفاع مئات الكيلومترات فوق سطح الأرض. عندما وصلت كاسيني إلى زحل، شوهد ضباب في القطب الشمالي الذي كان حينها في فصل الشتاء (8). كما تم العثور على الهباء الجوي على ارتفاع 200 كيلومتر فوق القطب. وبما أن هذه الظاهرة لم تلاحظ من قبل، فمن الواضح أن هذا أمر جديد (9). تمت ملاحظة الهباء الجوي لأول مرة في عام 2011، لكن لا يوجد شيء معروف حتى الآن عن خصائصه (10).
مصادر هذا الجزء:
1. PIA11838: يوم ممطر في Hotei Arcus
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11838
2. PIA12036: الوديان الجنوبية لتيتان
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12036
3. "مركبة كاسيني ترصد نهر النيل الصغير على قمر زحل" 13.12.2012/XNUMX/XNUMX
http://www.spacedaily.com/reports/Cassini_Spots_Mini_Nile_River_On_Saturn _moon
4. "هل هذا تيتان أم يوتا؟" 8.4.2010
http://www.spacedaily.com/reports/Is_That_Titan_Or_Utah_999.html
5. Steigerwald B.-"تقدر أبحاث وكالة ناسا المدة التي ظل فيها مصنع تيتان الكيميائي في العمل" 27.4.2012/XNUMX/XNUMX
http://www.spacedaily.com/reports/NASA_Research_Estimates_How_Long_Titan’s _Chemical_ Factory_ Has_ Been _In _Business_999.html
6. تشوي تشارلز كيو - "قد يكون قمر زحل تيتان أشبه بالأرض أكثر مما كان يُعتقد" 16.1.2012
http://www.space.com/14247-saturn-moon-titan-atmosphere-earth.html
7. "العلماء يكتشفون الضباب على تيتان" 18.12.2009
http://www.physorg.com/news180350535.html
8. PIA15029: الشتاء قادم
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA156029
9. "فصول تيتانيان تدور، تدور، تدور" 11.7.2012
http://www.spacedaily.com/reports/The_Titanian_Seasons_Turn_Turn_Turn_999.html
10. "الضباب على تيتان، قمر زحل، قد يحتوي على مكونات للحياة" 8.10.2010
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/10/101008105847.htm
تيتان (5) – المناخ والرياح
فصول السنة
نظرًا لأن تيتان وزحل يدوران حول الشمس مرة واحدة كل 29.5 عامًا، فإن كل موسم على سطحه يستمر ما يزيد قليلاً عن 7 سنوات. بدأ فريق أبحاث كاسيني بملاحظة تغيرات موسمية كبيرة بين يوليو 2004 (بداية الصيف في نصف الكرة الجنوبي) وأبريل 2010، بداية الربيع في نصف الكرة الشمالي (1). ويتفاعل غلافه الجوي بمعدل بطيء لأن كمية الضوء التي تصله من الشمس تعادل جزء من مائة مما تستقبله الأرض. وتتحرك السحب مثل تحركات الأرض ولكن ببطء أكبر (٢). وفي عام 2، لوحظ نشاط الأرصاد الجوية في خطوط العرض المنخفضة وكان من المتوقع أن تتحرك هذه التغيرات نحو خطوط العرض العليا (2011).
لعدة سنوات، رصدت كاسيني السحب في خطوط العرض الوسطى في نصف الكرة الجنوبي. وفي الملاحظات التي تمت عام 2009 في منطقة خط الاستواء عند الاعتدال (المكان الذي تقع فيه الشمس تماما فوق خط استواء زحل وأقماره) لوحظ تغير موسمي يتحرك نحو دوائر العرض المنخفضة (4)
على الرغم من أن تيتان أبرد من الأرض، إلا أن نمط مناخه يشبه مناخ الأرض شديدة الحرارة وليس الأرض المغطاة بالثلوج. والسبب في ذلك هو أنه عند درجات الحرارة المنخفضة على تيتان، يكون غاز الميثان أكثر تطايرًا من بخار الماء عند درجات حرارة الأرض، وهذا هو سبب تعريف مناخ تيتان بأنه استوائي. وبصرف النظر عن وجود الميثان، فإن ما يساهم أيضًا في هذا السلوك المناخي الغريب هو الدوران البطيء للميثان حول نفسه (16 يومًا أرضيًا). ويمتد المناخ على الأرض بين خطي عرض 0 30 شمالاً وجنوباً وعلى تيتان يغطي هذا المناخ القمر بأكمله (2).
معنويات
واستنادا إلى النماذج التي تتناول دوران الكواكب حول نفسها وما توصلت إليه سفينة الفضاء هويجنز، فقد قدر أن اتجاه حركة الرياح الأرضية هو شرقي غربي. عندما بدأت المركبة الفضائية كاسيني بإرسال الصور الأولى للكثبان الرملية إلى إسرائيل في عام 2005، أدى اتجاهها إلى تقييم معاكس، وهو أن الرياح تتحرك من الغرب إلى الشرق. والتفسير المقدم لذلك هو أن التغيرات الموسمية تغير اتجاه الرياح لفترة قصيرة مع تغير الفصول. وتستمر هذه الرياح لمدة عامين في الاتجاه الغربي الشرقي. قوة الرياح في هذا الاتجاه قوية لدرجة أنها قادرة على تحريك الرمال بطريقة أفضل من الحركة العادية بين الشرق والغرب. الرياح الشرقية والغربية ليست قوية بما يكفي لنقل كميات كبيرة من الرمال (5).
وفي إحدى الملاحظات، لاحظوا عاصفة قوية بشكل خاص تشبه السهم في منطقة خط الاستواء. كان لهذه العاصفة تأثيرات قوية جدًا مثل إنشاء مناطق مظلمة وربما رطبة على الأرض. مع اختفاء العاصفة، شوهدت تغييرات كبيرة على الأرض على طول خط الحدود الجنوبي لحقل كثبان بيليت. وتغطي هذه التغيرات مساحة نصف مليون كيلومتر مربع(6) حيث أن الغلاف الجوي لتيتان أكثر كثافة من الغلاف الجوي للأرض (1.6) ومساحة القمر أصغر، والتوصيل الصوتي أقوى. يبدو أن العاصفة كانت مصحوبة أيضًا بعاصفة رعدية بمستوى شدة يتجاوز بكثير ما هو معروف على الأرض (فرضية مؤلف كتاب الحياة مزار).
في الصور الملتقطة بتاريخ 27.6.2012 يونيو 2004، لوحظ وجود تركيز للضباب على ارتفاع عالٍ جدًا. وفي تشكل الدوامة عند القطب الجنوبي دليل على حدوث تغيرات موسمية. ولوحظت ظاهرة مماثلة في القطب الشمالي عام 7 خلال فصل الشتاء. وفي ذلك الوقت تتحرك حركة الغلاف الجوي العلوي من المنطقة المضيئة في القطب الشمالي نحو القطب الجنوبي البارد. وهذه الحركة تسبب الضباب الموجود في المرتفعات والدوامات (XNUMX).
מקורות
1. "الربيع على تيتان يجلب أشعة الشمس والغيوم غير المكتملة" 23.9.2010/XNUMX/XNUMX
http://www.spacedaily.com/reports/Spring_On_Titan_Brings_Sunshine_And_ Patchy _Clouds_999.html
2. "تيتان زحل - عالم فريد من نوعه في النظام الشمسي - هل يمكن أن تعتمد الحياة على الميثان؟"
10.5.2011
http;//www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/05/Satun's-titan-a-unique-
العالم-في-النظام الشمسي-يمكن-الحياة-تكون-الميثان –based.html?utm_source=feedbu
3. هيتش ج. - "بحيرات الإيثان وسط الضباب الأحمر: منظر قمر تيتان الغريب" 11.7.2011/XNUMX/XNUMX
http;//www.newscientist.com/mg21128201.600-ethane-lakes-in-red-haze-titans uncanny- moonscape.html?/full=true
4. PIA12813: سحب تيتان المتحركة عند خطوط العرض المتوسطة
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12813
5. "كاسيني تساعد في مكافحة جرائم الكثبان الرملية" 30.7.2010
http://www.spacedaily.com/reports/Cassini_Helps_With_Dune_Whodunit_999.html
6. PIA12817: عاصفة على شكل سهم تيتان
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA12817
7. "فصول تيتانيان تدور، تدور، تدور" 11.7.2012
http://www.spacedaily.com/reports/The_Titanian’s_Seasons_Turn_Turn_Turn_999.html
