„Lodowy klimat Tytana imituje ziemskie tropiki”
Jeśli kiedykolwiek kosmiczni podróżnicy odwiedziliby największy księżyc Saturna znajdą tropikalny świat gdzie temperatura spada do -170 oC, metanowy deszcz pada z nieba, lodowe czy smolne wydmy pokrywają najbardziej suche regiony księżyca. Według naukowców Uniwersytetu Chicago te warunki to zimne lustrzane odbicie ziemskiego tropikalnego klimatu. „ Będziemy mieli wszystkie te rzeczy, które są analogiczne do tych na Ziemi. Ale zarazem obce i nieprzyjazne” – powiedział Ray Pierrehumbert profesor nauk geofizycznych w Louis Block w Chicago.
Tytan, jeden z 60 księżyców Saturna, jest jedynym dostatecznie dużym w układzie słonecznym do utrzymania atmosfery. Pierrehumbert i Jonatan Mitchell, który ostatnio skończył studia doktorskie w astronomii i astrofizyki w Chicago, porównywał obserwacje Tytana dokonane przez sondę Cassini i HST z ich symulacjami komputerowymi atmosfery księżyca. Ich studium nt. dynamiki za metanowymi chmurami Tytana pojawiło się w Protokołach Narodowej Akademii Nauk. Ich trwające badania klimatu Tytana skupiają się na pustyniach księżyca. Pierrehumbert powiedział: „ Jedną z rzeczy, która pociąga mnie w Tytanie jest wiele tych samych cech w cyrkulacji, co na Ziemi, ale działających na całkowicie innych substancjach, które pracują w innych temperaturach”.
Na przykład na Ziemi woda jest w stanie płynnym i jest stosunkowo aktywna jako para wodna w atmosferze, na Tytanie woda jest skałą. „Nie jest bardziej lotna na Tytanie niż piasek na Ziemi”.
Metan przybiera podobną role na Tytanie jak woda na Ziemi. Istnieje w odpowiedniej obfitości aby skroplić się w deszcz i tworzyć kałuże na powierzchni w obrębie występujących na Tytanie temperatur. „Ironiczne jest to, że chociaż na Tytanie jest o wiele zimniej niż na Ziemi, zachowuje się on bardziej jak super gorąca Ziemia niż ‘śnieżnej’ Ziemi, ponieważ tych temperaturach [na Tytanie], metan jest bardziej lotny niż para wodna na Ziemi”.
Pierrehumbert i Mitchell posuwają na tyle daleko, iż nazywają klimat Tytana tropikalnym, nawet, jeśli to brzmi dziwacznie w stosunku do księżyca, który okrąża Saturna x9 razy dalej od Słońca niż Ziemia.
Wraz z zachowaniem metanu, wolny obrót Tytana także wnosi wkład do jego tropikalnej natury.
System pogodowy ziemskich tropików rozpościera się do +/- 30 stopni szerokości geograficznej od równika. Ale na Tytanie, który obraca się raz w czasie 16 dni „tropikalny system pogodowy rozpościera się na całą planetę”. Mitchell zauważył, że tropikalna natura Tytana oznacza, że uczeni mogą obserwować zachowanie chmur na podstawie teorii, na których polegali w zrozumieniu sytuacji na Ziemi. Atmosfera Tytana ‘produkuje’ kominy powietrzne gdzie powierzchniowe wiatry się zbiegają. Te powietrzne windy odparowują metan do chłodniejszych temperatur i mniejszych ciśnień gdzie się kondensuje i tworzy chmury.
„Jest to dobrze znane zjawisko na Ziemi zwane ITCZ”.
Ziemskie oceany pomagają uwięzić ITCZ na najmniejszych szerokościach. Ale dla bezoceanicznego Tytana ITCZ [w symulacjach Mitchell’a] wędruje od biegun do bieguna. Chmury na Tytanie powinny także stosować się do ITCZ. Pomarańczowa mgiełka na Tytanie utrudnia obserwowanie chmur, otacza ona całą powierzchnię. Bardzo blokuje to widzialne światło i utrudnia nam dotarcie do powierzchni czy niższych warstw atmosfery. Pomimo to obserwacje w podczerwieni przez dwa pasy wąskiej częstotliwości ujawniła, że chmury są obecnie ograniczone do południowej półkuli, która wyłania się z sezonu letniego. „Cechy chmur powinny mieć dość dużą sezonowość”. Cassini oraz inne instrumenty mogą być w stanie powiedzieć nam to w ciągu następnych 7-10 lat, wraz z postępem sezonu.
Następne sprawozdanie Mitchell’a i Pierrehumbert’a opisze jak oscylacje w cyrkulacji atmosfery Tytana osuszają środek księżyca. Mitchell wyjaśnił, że te oscylacje w atmosferze mają tendencję do transportu wilgoci lub odparowanego metanu z niskich szerokości i osadzania na średnich bądź wysokich szerokościach formie opadów deszczu. Jest to ciekawe ponieważ ostatnie obserwacje powierzchni przez Cassini sugerują to, że niskie szerokości są bardzo suche.
Obrazy z sondy pokazują, że wydmy z lodu/smoły, które pokrywają regiony na niskiej szerokości odpowiadają tropikom na Ziemi. Kiedy światło ultrafioletowe ze Słońca oddziałuje z metanem wysoko w atmosferze tworzą się produkty uboczne takie jak etan i wodór.
Te produkty uboczne wiążą się z łańcuchami molekuł węglowodoru i tworzą ową pomarańczową mgiełkę. Gdy molekuły zrosną się w duże cząsteczki wtedy mamy coś jak deszcz ze smoły.
„Tytan jest jak duża petrochemiczna fabryka, aczkolwiek to wszystko dzieje się w o wiele niższej temperaturze niż w rafinerii, podstawowe procesy idą podobnie do tych, których ludzie używają do robienia paliwa”
Źródło : http://physorg.com/news110547060.html
Tłumaczenie: Semyazza
