بفضل كاسيني المهمة ، لقد تعلمنا بعض الأشياء المدهشة حقًا حول زحل وأكبر قمره ، تيتان. يتضمن هذا معلومات عن الغلاف الجوي الكثيف ، وخصائصه الجيولوجية ، وبحيرات الميثان ، ودورة الميثان ، والكيمياء العضوية. وبالرغم من كاسيني أنهت مؤخرًا مهمتها من خلال الاصطدام بجو زحل ، ولا يزال العلماء يصبون على جميع البيانات التي حصلوا عليها خلال 13 عامًا في نظام زحل.
والآن ، باستخدام بيانات كاسيني ، أصدر فريقان بقيادة باحثين من جامعة كورنيل دراستين جديدتين تكشفان عن أشياء أكثر إثارة للاهتمام حول تيتان. في واحدة ، أنشأ الفريق خريطة طوبوغرافية كاملة باستخدام تيتان باستخدام كاسيني مجموعة البيانات بأكملها. في الثانية ، كشف الفريق أن بحار تيتان لها ارتفاع مشترك ، مثل كيف لدينا "مستوى سطح البحر" هنا على الأرض.
ظهرت الدراستان مؤخرا في رسائل البحوث الجيوفيزيائية ، بعنوان "طبوغرافيا تيتان وشكلها في نهاية مهمة كاسيني" و "قيود طبوغرافية على تطور وتوصيل أحواض تيتان لاكوسترين". قاد الدراسات البروفيسور بول كوريليس والأستاذ المساعد أليكس هايز من جامعة كورنيل ، على التوالي ، وشمل أعضاء من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ، والمسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) ، وجامعة ستانفورد ، وسابيانزا جامعة روما.
في الورقة الأولى ، وصف المؤلفون كيف تم دمج البيانات الطبوغرافية من مصادر متعددة لإنشاء خريطة عالمية لتيتان. نظرًا لأن حوالي 9 ٪ فقط من تيتان قد لوحظ مع تضاريس عالية الدقة (و 25-30 ٪ في دقة أقل) تم تعيين ما تبقى من القمر مع خوارزمية الاستيفاء. إلى جانب عملية التقليل العالمية ، أدى هذا إلى تقليل الأخطاء التي قد تنشأ عن أشياء مثل موقع المركبة الفضائية.
كشفت الخريطة عن ميزات جديدة على تيتان ، بالإضافة إلى عرض عالمي لارتفاعات وانخفاضات تضاريس القمر. على سبيل المثال ، أظهرت الخرائط عدة جبال جديدة يصل ارتفاعها الأقصى إلى 700 متر (حوالي 3000 قدم). باستخدام الخريطة ، تمكن العلماء أيضًا من التأكد من أن موقعين في المناطق الاستوائية هما منخفضات يمكن أن تكون نتيجة البحار القديمة التي جفت منذ ذلك الحين أو تدفقات البراكين البارد.
تشير الخريطة أيضًا إلى أن Titan قد يكون أكثر طمسًا مما كان يعتقد سابقًا ، مما قد يعني أن القشرة تختلف في السمك. مجموعة البيانات متاحة على الإنترنت ، والخريطة التي أنشأها الفريق تثبت قيمتها بالفعل للمجتمع العلمي. كما أوضح البروفيسور كوريليس في بيان صحفي لكورنيل:
"كانت النقطة الرئيسية من العمل هي إنشاء خريطة لاستخدامها من قبل المجتمع العلمي ... نحن نقيس ارتفاع سطح سائل على جسم آخر 10 وحدات فلكية بعيدًا عن الشمس إلى دقة تقارب 40 سم. نظرًا لأن لدينا مثل هذه الدقة المذهلة ، تمكنا من رؤية أنه بين هذين البحرين اختلف الارتفاع بسلاسة حوالي 11 مترًا ، بالنسبة لمركز كتلة تيتان ، بما يتفق مع التغيير المتوقع في إمكانات الجاذبية. نحن نقيس الجيود لتيتان. هذا هو الشكل الذي سيأخذه السطح تحت تأثير الجاذبية والدوران وحده ، وهو نفس الشكل الذي يسيطر على محيطات الأرض ".
بالنظر إلى المستقبل ، ستلعب هذه الخريطة دورًا مهمًا عندما يتعلق الأمر بالعلماء الذين يسعون إلى تصميم مناخ تيتان ودراسة شكله وجاذبيته وتشكله السطحي. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون مفيدًا بشكل خاص لأولئك الذين يتطلعون إلى اختبار النماذج الداخلية من Titan ، وهو أمر أساسي لتحديد ما إذا كان القمر يمكن أن يؤوي الحياة. مثل يوروبا وإنسيلادوس ، يُعتقد أن تيتان لديها محيط ماء سائل وفتحات حرارية مائية في حدود الوشاح الأساسي.
الدراسة الثانية ، التي استخدمت أيضًا الخريطة الطبوغرافية الجديدة ، استندت إلى بيانات رادار كاسيني التي تم الحصول عليها حتى بضعة أشهر فقط قبل أن تحترق المركبة الفضائية في جو زحل. باستخدام هذه البيانات ، قرر الأستاذ المساعد هايز وفريقه أن بحار تيتان تتبع ارتفاعًا ثابتًا نسبة إلى قوة جاذبية تيتان. في الأساس ، وجدوا أن تيتان لديه مستوى سطح البحر ، مثل الأرض. كما أوضح هايز:
"نحن نقيس ارتفاع سطح سائل على جسم آخر على بعد 10 وحدات فلكية من الشمس بدقة تصل إلى 40 سم تقريبًا. هذا هو الشكل الذي سيأخذه السطح تحت تأثير الجاذبية والدوران وحده ، وهو نفس الشكل الذي يسيطر على محيطات الأرض ".
هذا الارتفاع الشائع مهم لأن الأجسام السائلة على تيتان تبدو متصلة بشيء يشبه نظام طبقة المياه الجوفية. تمامًا مثل كيفية تدفق المياه تحت الأرض من خلال الصخور والحصى المساميين على الأرض ، فإن الهيدروكربونات تفعل الشيء نفسه تحت سطح تيتان الجليدي. وهذا يضمن وجود انتقال بين المسطحات المائية الكبيرة ، وتقاسمها مستوى سطح البحر المشترك.
قال هايز: "لا نرى أي بحيرات فارغة أسفل البحيرات المحلية المملوءة ، لأنها إذا كانت أقل من هذا المستوى ، فسيتم ملؤها بنفسها". "يشير هذا إلى وجود تدفق في باطن الأرض وأنهم يتواصلون مع بعضهم البعض. إنها تخبرنا أيضًا أن هناك هيدروكربونات سائلة مخزنة على سطح تيتان ".
في غضون ذلك ، تظهر بحيرات أصغر على تيتان على ارتفاعات عدة مئات من الأمتار فوق مستوى سطح البحر في تيتان. لا يختلف هذا عما يحدث على الأرض ، حيث توجد البحيرات الكبيرة غالبًا على ارتفاعات أعلى. تُعرف هذه باسم "بحيرات جبال الألب" ، وتشمل بعض الأمثلة المعروفة بحيرة تيتيكاكا في جبال الأنديز ، وبحيرات جنيف في جبال الألب ، وبحيرة الجنة في جبال الروكي.
وأخيرًا وليس آخرًا ، كشفت الدراسة أيضًا أن الغالبية العظمى من بحيرات تيتان موجودة في منخفضات حادة تحيط بها تلال عالية ، بعضها بارتفاع مئات الأمتار. هنا أيضًا ، هناك تشابه مع السمات على الأرض - مثل فلوريدا إيفرجليدز - حيث تذوب المواد الأساسية وتتسبب في انهيار السطح ، وتشكيل ثقوب في الأرض.
يشير شكل هذه البحيرات إلى أنها قد تتوسع بمعدل ثابت ، وهي عملية تعرف باسم تراجع الوشاح المنتظم. في الواقع ، أكبر بحيرة في الجنوب - أونتاريو لاكوس - تشبه سلسلة من البحيرات الفارغة الأصغر التي تجمعت لتشكل سمة واحدة. يبدو أن هذه العملية ترجع إلى التغيير الموسمي ، حيث يؤدي الخريف في نصف الكرة الجنوبي إلى مزيد من التبخر.
بينما جأسيني المهمة لم تعد تستكشف نظام زحل ، البيانات التي جمعتها خلال مهمتها المتعددة السنوات لا تزال تؤتي ثمارها. بين هذه الدراسات الأخيرة ، والعديد من الدراسات اللاحقة ، من المرجح أن يكشف العلماء الكثير عن هذا القمر الغامض والقوى التي تشكله!
