Dla naukowców, którzy chcą dowiedzieć się o geologicznej historii planety, delty rzeczne są doskonałym miejscem do rozpoczęcia. Delty zbierają osady z dużego obszaru w jedno miejsce, które można zbadać, aby ujawnić historie klimatyczne i tektoniczne lub oznaki poprzedniego życia. Właśnie dlatego NASA wysłała swój najnowszy Mars Rover do krateru Jezero, w którym znajduje się wybitna i dobrze zachowana delta.
I właśnie dlatego naukowcy planetarni są również zainteresowani znalezieniem delt w Saturn's Moon Titan. Titan jest jedynym korpusem planetarnym w Układzie Słonecznym, oprócz Ziemi, która ma obecnie ciecz płynącą przez jego powierzchnię, więc jego delty mogą być naukowym skarbem.
Nowe badanie stwierdza jeden problem: Titan wydaje się być w dużej mierze pozbawiony deltów, pomimo dużych rzek ciekłego metanu i etanu.
„To trochę rozczarowujące jako geomorfolog, ponieważ Deltas powinien zachować tak wiele historii Tytana” – powiedział Sam Birch, adiunkt w Departamencie Ziemi, nauk o środowisku i planetarnym Uniwersytecie Browna, który prowadził pracę.
Ale brak deltów rodzi wiele nowych pytań.
„Uważamy za pewnik, że jeśli masz rzeki i osady, dostajesz delty” – powiedział Birch. „Ale Titan jest dziwny. To plac zabaw do studiowania procesów, które myśleliśmy, że zrozumieliśmy”.
Titan jest największym z 274 potwierdzonych księżyców Saturna. Jego gruba atmosfera azotu i metanu powoduje szereg cech klimatu i pogody podobnej do ziemi. Titan ma chmury, wiatr i deszcz, a także rzeki, jeziora i morza. Ale zamiast wody płynne ciała Tytana zawierają metan i etan, które są płynne w chłodnych temperaturach powierzchni Tytana.
Naukowcy dowiedzieli się o płynnych ciałach Tytana Kiedy w 2006 r. Przeleciał statek kosmiczny Cassini. Zerknij przez grubą atmosferę Tytana z syntetycznym radarem apertury Cassiniego (SAR), statek kosmiczny ujawnił kanały pająków i duże płaskie obszary zgodne z dużymi ciałami płynnymi.
Jednak w dużej mierze brakowało jednak na obrazach SAR Cassiniego Delty – nawet przy ustach dużych rzek. Nie było jednak jasne, czy delty były naprawdę nieobecne, czy po prostu nie pojawiły się w danych SAR Cassini. To pytanie Birch i jego koledzy próbowali odpowiedzieć na to nowe badanie, opublikowane w Journal of Geophysical Research: Planets.
Problem z danymi SAR Cassiniego polega na tym, że płytkie ciekłe metan jest w dużej mierze przezroczysty na dowolnych obrazach. Tak więc, podczas gdy obrazy SAR mogły zobaczyć szerokie morza i kanały rzeczne, trudniej jest pewnie zrobić funkcje przybrzeżne, ponieważ trudno jest zobaczyć, gdzie kończy się wybrzeże i gdzie zaczyna się podłoga morza.
W badaniu Birch opracował model numeryczny, aby symulować to, co SAR Cassini zobaczyłby, czy spojrzał na krajobrazu naukowców dobrze rozumieją: Ziemia. W modelu woda w rzekach i oceanach Ziemi została zastąpiona cieczą metanową Tytana, która ma różne właściwości absorpcji radaru w porównaniu z wodą.
„Zasadniczo zrobiliśmy syntetyczne obrazy SAR ziemi, które zakładają właściwości płynu Tytana zamiast Ziemi” – powiedział Birch. „Kiedy zobaczymy obrazy SAR w krajobrazie, który znamy bardzo dobrze, możemy wrócić do Tytana i zrozumieć, na co patrzymy”.
Badania wykazały, że syntetyczne obrazy SAR na Ziemi wyraźnie rozwiązały duże delty i wiele innych dużych krajobrazów przybrzeżnych.
„Jeśli istnieją delty wielkości tego u ujścia rzeki Missisipi, powinniśmy to zobaczyć” – powiedział Birch. „Jeśli istnieją duże wyspy barierowe i podobne krajobrazy przybrzeżne, takie jak te, które widzimy na całym wybrzeżu Zatoki USA, powinniśmy je zobaczyć”.
Ale kiedy Birch i jego koledzy przeczesali obrazy tytana w świetle ich nowej analizy, pojawili się głównie puste. Oprócz dwóch prawdopodobnych delt w pobliżu bieguna południowego Tytana, reszta rzek Księżyca była całkowicie wolna od delta. Naukowcy odkryli, że tylko około 1,3% dużych rzek Tytana, które kończą się na liniach wybrzeży, ma delty. Natomiast na Ziemi prawie każda rzeka o podobnej wielkości ma delta.
Birch mówi, że nie jest całkowicie jasne, dlaczego Titan na ogół brakuje delt. Właściwości płynów rzek Tytana powinny sprawić, że są doskonale zdolne do przenoszenia i osadzania osadów. Możliwe, że naukowcy twierdzą, że poziomy morza w wysokości i upadku tytana tak szybko, że delty są rozmazane przez krajobraz szybciej niż można je zbudować w jednym miejscu. Wiatry i prądy pływowe wzdłuż wybrzeży Tytana mogą również odgrywać równie dużą rolę w zapobieganiu tworzeniu się delty.
A brakujące delty nie są jedyną tajemnicą podniesioną przez nowe badania. Nowa analiza danych Cassini SAR na wybrzeżach Tytana ujawniła doły nieznanego pochodzenia głęboko w jeziorach i morzach. W badaniu znaleziono również głębokie kanały na podłogach morza, które wydają się wyrzeźbione przez przepływy rzeczne, ale nie jest jasne, jak się tam dostali.
Birch mówi, że wszystkie te niespodzianki będą wymagały dalszych badań.
„Tak naprawdę nie tego się spodziewaliśmy” – powiedział Birch. „Ale Titan robi nam to dużo. Myślę, że to sprawia, że jest to tak angażujące miejsce do nauki”.