Титан - живая планета! Геология, атмосфера, гидрология и пр

[Имxотеп]

В вышеприведенной статье (Iess et al.) установлено что форма планеты соответствует ледяному телу пассивно отзывающемуся на приливные воздействия Сатурна и собственное вращение, и что его масса не сконцентрирована в центре в отличии от Земли или Ганимеда.  Хотя масса Титана и более сконцентрирована к центру чем у Каллисто, но судя по всему на нем не произошла полная дифференциация недр и основная масса люда перемешана со скальными породами или находится в химически связанном состоянии в силикатном ядре. Поэтому на вопрос Джеффа - является ли Титан по существу "Каллисто с погодой"? - можно ожидать утвержительный ответ.

В статье Иесса есть интересное замечание к карте гравитационного поля Титана  -  южнее Ксанаду они нашли большую область с отрицательной гравитационной аномалией. Этот факт несколько выбивается из утверждений о малодифференцированности недр Титана и однородности его ледяной коры. Возможно на локальных масштабах все-таки идут какие-то глубинные геологические процессы,.

[Космос-3794]

С наступлением весны в северном полушарии Титана,  многочисленные и крупные северные  озера, выявленные благодаря радарной съемке, стали  освещенными впервые с момента прибытия Кассини в систему Сатурна. Это позволило  оптическим инструментам на борту Кассини заняться поисками зеркальных солнечных бликов, убедительно подтверждающих  присутствие жидкости в озерах. Как уже сообщалось ранее, 8 июля 2009 картирующий спектрометр видимого и ИК-диапазона (VIMS) зарегистрировал зеркальный блик солнечного света отраженный от поверхности предполагаемого титанианского озера на длине волны около 5 мкм.



В начале марта статьи с соответствующими материалами  стали доступны общественности  и появилась возможность узнать некоторые интересные подробности.
Блик наблюдался в районе с координатами  73°N и 335°W (на рисунке отмечен красным квадратиком,  зеленым отмечена проекция положения Кассини на момент регистрации блика):



Анализ геометрии освещения и съемки привел к заключению, что отражение наблюдалось при угле падения равном углу отражения и составляющем ~73°. Т.к. озера находятся на полярных широтах, угол падения солнечного света превышает 70 градусов. Поэтому для наблюдения солнечного отражения регистрирующая аппаратура также должна проводить наблюдения под  углом (отражения) 70 градусов и более.



Первоначально координаты отражения ассоциировались с западным побережьем крупнейшего  озера Титана  Kraken Mare , так как считалось что небольшое озеро, где был зарегистрирован блик, соединяется  с морем Кракена. Но граница соединения не покрыта высокодетальной радарной съемкой  (см. нижний рисунок )и дальнейшее изучение крупномасштабных снимков показало что , судя по всему, озеро изолировано и имеет приблизительные размеры  230x70 км. Озеро получило предварительное название "sunglint lake" – озеро солнечного блика.



Проецирование солнечного диска на поверхность Титана соответственно геометрии съемки VIMS, позволило уточнить координаты бликов в  районе западного побережья моря Кракена.  Т.к. наблюдения проводились с большого расстояния (ок. 200000км, см. табл.), то они имеют суб-пиксельный размер. Размер солнечного диска на поверхности, расчитанный для данных условий съемки, меньше размера пикселя и составляет  ~3.4 и 11.6 км перпендикулярно и параллельно плоскости Солнце-Титан-Кассини соответственно, в сравнениии с размером проекции  пикселя на поверхность более 100 км (см. табл.). Всего было получено  четыре снимка зеркального отражения солнечного диска (на рисунке обозначены разными цветами):



 Корреляция предсказанного положения отражения солнечного диска от поверхности, которое передвигалось с востока на запад в течении времени наблюдения (3ч19мин), хорошо соотносится с наблюдаемыми вариациями мощности сигнала на длине волны 5мкм. Только для снимков 2 и 3, с наибольшей яркостью отражения, изображение Солнца очевидно ассоциируется с поверхностью озера, полностью соответствуя  требованиям зеркальной геометрии. В отличии от снимка 3, имеющего наибольший сигнал (I/F = 0.95) и солнечное отражение полностью в пределах поверхности озера, яркость снимка 2 имеет меньшую интенсивность (I/F = 0.7), из-за того что часть блика располагается вне озера. В этом случае интенсивность слабее, что обусловлено комбинацией отражения от поверхности озера и рассеянием света прилегающей твердой поверхностью. На снимке 1, отражение лишь частично попадает на поверхность озера, что дает более слабый, но все еще различимый сигнал (I/F =0.25). Предполагаемое положение солнечного отражения на снимке 4 находится вне поверхности озера, что соответствует слабому сигналу (I/F =0.18 ).



Возникает вопрос, почему зеркальное отражение было зарегистрировано только в длинноволновом диапазоне (5мкм).
Дело в том , что для наблюдение зеркального отражения требуется чтобы значительная фракция солнечного света падающего на поверхность (и отраженного от  поверхности) проходила сквозь атмосферу не рассеиваясь. В атмосферных окнах прозрачности на длинах волн 1.09, 1.6, и 2,8 мкм при угле падения  i ~73° только 30% света достигает поверхности. И лишь 1/300 часть этого света достигает поверхности не рассеиваясь. Поэтому на длинах волн <3 микрон лишь ничтожная часть (1/300 x 1/300) падающего и отраженного света проходит сквозь атмосферу не рассеянной. Т.е на этих длинах волн зеркальное отражение подавляется атмосферным рассеянием. В то время как на длине волны 5мкм прямой свет доминирует над рассеянным и регистрируемый приборами Кассини отраженный (от поверхности) сигнал составляет около 15% от общего светового потока (0.39x0.39x100%).



Ниже приведена таблица параметров геометрии наблюдения. Как  видно измерения проводились с расстояния около 200000 (двести тысяч) км. Из этого следует что  зеркальные блики  вполне реально регистрировать  с  дальних расстояний, что увеличивает вероятность проведения подобных наблюдений в дальнейшем, т.к. для них необходима специфическая геометрия наблюдения. Кроме того отпадает необходимость затрачивать ценное  (и ограниченное) научное время  близких пролетов .



Это факты и наблюдения. А каковы же выводы?
1. Сильный отраженный сигнал наблюдается только когда геометрия наблюдения солнечного блика на поверхности совпадает с темными областями зарегистрированными радарной съемкой. Наиболее приемлемое объяснение - гладкая поверхность жидкости не содержащая объектов рассеяния вплоть до размеров длины волны наблюдаемого сигнала (5 микрон). Предполагается что формирование твердой поверхности, сходной гладкости, маловероятно в  естественных условия. И даже если таковая сформируется, она не сможет длительное время оставаться гладкой в результате процессов ветровой эрозии, выпадения осадков и прочих погодных воздействий. Хотя данные CIRS (композитный ИК-спектрометр) предполагают поверхностные температуры на севере Титана близкими к точке замерзания этана и метана  (~90.5 K), но их смесь наверняка содержит растворенный азот, что снижает температуру замерзания.
2. На основании факторов влияющих на ослабление интенсивности отраженного сигнала была построена  модель, учитывающая также геометрию пролета Т58 и коэффициент преломления этан-метановой жидкой поверхности. Предсказанный моделью максимум интенсивности зеркального отражения  хорошо согласуется с наблюдаемыми данными, подтверждая,  что зарегистрированный сигнал был отражен от гладкой  жидкой этан-метановой поверхности. Максимум интенсивности 3-го измерения, при котором солнечное отражение полностью находилось в пределах озера, близок к модельному максимуму. Из этого делается вывод об отсутствии поверхностных или взвешенных твердых частиц, размерами превышающих 5 микрон, присутствие которых значительно снижает интенсивность сигнала. Это согласуется с исследованиями южно-полярного озера Ontario Lacus, где также исключается наличие частиц размерами 5 микрон и более. Хотя в том же исследовании утверждалось присутствие в Ontario Lacus плавающих или взвешенных твердых частиц 1-2-х микронного размера.
3. Макроскопическая неровность поверхности также оказывает влияние на интенсивность сигнала. Хотя измерения VIMS не имеют пространственного разрешения, но четыре снимка разрешены по времени. Анализ полученной кривой ограничивает параметры поверхностных неровностей, аналогично кривым блеска транзитов, характеризующим параметры экзопланет. Предварительное моделирование показывает отсутствие уклонов более 0.15° на поверхности озера, что коррелирует с 3 мм ограничениями на перепады высот в Ontario Lacus и говорит об отсутствии даже капиллярного волнения. Хотя топографические данные отсутствуют, но радарные высокодетальные снимки данного района показывают изрезанную, обрывистую береговую линию,  в отличии от округлых береговых очертаний Ontario Lacus. Будущие более детальные наблюдения зеркальных отражений должны помочь  детальнее разобраться в  данном вопросе.

[Антип Од]

Товарищи, а зачем на Титане скафандр ваще?

Тулуп, ватные штаны унты и лисья шапка. Мне в таком виде в -50 не холодно ни разу. А у нас люди в фуфайках рваных и в солдатских шапках в -50 работают.  Ну, -180, это покруче будет, нуи одень двое ватных штанов тогда.

Еще надо противогаз но не простой а как у пожарников. И фсе. Бери лопату и тарраформируй!

Там метана 5% всего - через кожу не отравишся. Цианида есть маленько, ну тогда при стирке штанов надо соды добавлять и все.

Еще зонтик надо иметь, чтобы тулуп от дождя не промокал. И с обрывов прыгать пригодится вместо парашута. И понятно петельки для крыльев на рукова пришыть, а на на поясе их к ремню можно пристегнуть.

И фсе.

Только стекла в противогазе обмерзать наверно будут. У нас уже в -40 начинают обмерзать. Незнаю чо делать, наверно надо специальные толстые стекла ставить.

[Антип Од]

Уважаемый Лисс а за безграмотность чего предупреждение?

Идеи или текста? Если идеи то аргументируй пожалуйста а если текста то у меня русских букв на клаве нет. Я не виноват.

[Frontm]

word выдал 12+2 ошибки
PS: word двоечник там 15+2

[Антип Од]

word выдал 12+2 ошибки

У меня и в ворде русского чекера нет но я буду исправляться. Извините.

[Frontm]

word выдал 12+2 ошибки

У меня и в ворде русского чекера нет но я буду исправляться. Извините.

Да я не со зла) чисто из любопытства
Опера 10 орфографию тоже проверяет, только я её точность не проверял

[Антип Од]

Спасибо у меня 9.63 не проверяет. Обновлю.

[Frontm]

Спасибо у меня 9.63 не проверяет. Обновлю.

10.10 ставьте
10.50 глюкнутая

[Космос-3794]

согласно информации с форума http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?showtopic=5784&st=180
"sunglint lake" получило официальное название - Jingpo Lacus, в переводе с китайского - зеркальное озеро.
Хотя земной аналог довольно красивое место, название по моему не самое благозвучное, прежнее мне нравилось гораздо больше.

[Naik]

Jingpo Lacus, в переводе с китайского - зеркальное озеро.

И причем тут интересно китайцы?

[Космос-3794]

Астробиолог William Bains в своем исследовании предполагает, что если жизнь эволюционировала на замерзшей поверхности Титана, то для землян она покажется весьма странной, вонючей и взрывоопасной. Статья будет представлена на астрономической конференции в Глазго 13 апреля.
"У Голливуда возникли бы проблемы с этими чужаками. При облучении с корабля Enterprise они бы вскипали и лопались, а зловоние уничтожало-бы всякого кто оказался в зоне поражения. Даже небольшое прикосновение их дыхания воняло-бы невыразимо ужасно. И здесь есть очень интересный аспект. Станет ли кто-либо после этого утверждать, что все инопланетяне выглядят как мы, ну может только голубые и с хвостами?" (Видимо намек на Аватар).
Доктор  Bains изучает насколько экстремальной может быть химия жизни. Предполагаемая жизнь на Титане представляет наиболее причудливый сценарий. Титан в два раза крупнее Луны и имеет плотную азотную атмосферу насыщенную оранжевым органическим смогом. Он находится на расстоянии в десять раз дальше от Солнца (чем Земля), и поверхностные температуры достигают -180 град С. Вода находится в замерзшем состоянии, но метан и этан могут находится в жидком состоянии, что и обнаружено зондом Кассини.
"Для жизни необходима жидкость; даже организмам живущим в наиболее засушливых пустынях Земли необходима вода для процессов метаболизма. Естественно жизнь на Титане будет основываться на жидком метане и это означает что вся химия жизни радикально отлична от земной. Ее молекулы должны быть составлены из более широкого ассортимента элементов, но быть более компактными. Они также должны быть химически более активны" - замечает доктор  Bains. Растворимость хмических веществ в жидком метане довольно ограничена, и сильно зависима от молекулярного веса. За небольшим исключением, молекулы с более чем шестью (неуглеродными) атомами практически нерастворимы. Поэтому метаболизм титанианской жизни должен быть построен на менее крупных чем земные молекулах, которые обычно состоят из около 10 тяжелых атомов. Тем не менее вы можете сконструировать около 3400 молекул даже из такого небольшого количества атомов, если вы ограничины земным набором химических элементов - углерод, азот, кислород и фосфор.
"Земная жизнь использует около 700 молекул, но для их отбора необходимо, предположительно, иметь ассортимент из более 10 миллионов. Вопрос не в том как много молекул можно слепить, а в том доступны ли вам молекулы необходимые для процессов метаболизма. Поэтому 6-атомная биохимия Титана должна включать более разнообразные типы молекулярных связей и возможно более разнообразный элементный состав, включая серу и нестабильные (для нас) формы фосфора, и возможно кремний." - объясняет доктор Bains - "Энергетика, еще один определяющий фактор. Получая в сотни раз меньше солнечной энергии, титанианская жизнь будет испытывать энергетический голод. Поэтому медленнорастущие неподвижные лишайниковые организмы, теоретически гораздо более вероятны чем велоцерапторы".

http://www.astro.gla.ac.uk/nam2010/pr3.php

[Nikola]

Божже какие измышлизмы . Три по 100 и я такое же сочиню .
Берем любые 6 элементов таблицы Менделеева и заявляем что на них возможна жизнь. И никто не докажет обратного ибо жизнь - понятие философское.
Подобная статья может иметь ненулевую информационную емкость если будут показаны возможные формулы веществ, структура и состав мембран и клеточных растворов, увязаны процессы в них (и тп), и главное посчитаны энергии взаимодействий. Что-то есть сомнения что это сделано .

[pkl]

Для Титана ещё предполагалась криожизнь на основе азота и его соединений.

Но, в любом случае, тормоза они страшные.

[KBOB]

Товарищи, а зачем на Титане скафандр ваще?

Тулуп, ватные штаны унты и лисья шапка. Мне в таком виде в -50 не холодно ни разу. А у нас люди в фуфайках рваных и в солдатских шапках в -50 работают.  Ну, -180, это покруче будет, нуи одень двое ватных штанов тогда.

Еще надо противогаз но не простой а как у пожарников. И фсе. Бери лопату и тарраформируй!

Там метана 5% всего - через кожу не отравишся. Цианида есть маленько, ну тогда при стирке штанов надо соды добавлять и все.

Еще зонтик надо иметь, чтобы тулуп от дождя не промокал. И с обрывов прыгать пригодится вместо парашута. И понятно петельки для крыльев на рукова пришыть, а на на поясе их к ремню можно пристегнуть.

И фсе.

Только стекла в противогазе обмерзать наверно будут. У нас уже в -40 начинают обмерзать. Незнаю чо делать, наверно надо специальные толстые стекла ставить.

Ненужен скафандр!
Процедура оздоровительной криотерапии в атмосфере Титана!
Процедуры проводятся: мужчинам в плавках, женщинам - в плавках и бюстгальтере, желательно из хлопчатобумажной ткани. Пациенты надевают шерстяные носки и варежки.
На короткое время ( 2-3 минуты) Вы погружаетесь в слой охлажденного до температуры -140 oС газа (жидкого азота). Температура кожи пациента мгновенно опускается до 0° С, а потом, за счет интенсивности периферийного кровообращения повышается до 35° С. Происходит природное стимулирование иммунной системы, направленное на ревизию всех органов (регенеративная криотерапия), стабилизацию гормонального фона, обмена веществ, получению стойкого жизненного тонуса за счет дополнительного выброса эндорфинов (гормонов счастья). Благодаря особым свойствам холодного газа процедура достаточно комфортна, ощущение холода неожиданно приятно.  :lol:  :lol:  :lol:

[sol]

единственно, что отличает ситуацию от вакуума космоса - если чувак в скафандре будет снаружи станции лазить и, споткнувшись, продырявит скафандр - у него есть все шансы добежать до шлюза (если подача кислорода - через намордник на лице делается)

[Nikola]

Благодаря особым свойствам холодного газа процедура достаточно комфортна, ощущение холода неожиданно приятно.

Да нет там ощущения холода, наоборот жжет как огнем. В жидкий азот когда руку засовываеш кажется будто по ошибке в расплавленный металл окунулся.

[Космос-3794]

Асфальтовые озера на Земле могут быть ближайшей (из доступных) аналогией углеводородных морей Титана, и в них кишит жизнь (микроорганическая).
Ее изучение поможет не только в поисках экзопланетных обитателей, но и прольет свет на некоторые вопросы биологической эволюции.
Крупнейшее из естественных асфальтовых озер Pitch Lake находится на Карибских островах в Тринидаде, где черная жижа покрывает площадь 114 акров, чуть больше чем площадь Ватикана.


Pitch Lake is the largest naturally occurring asphalt lake on Earth. Credit: Pitch Lake

  Наполненное расплавленным асфальтом и пузырящееся диоксидом углерода и углеводородами, Pitch Lake кажется малоподходящим для жизни, но ученые обнаружили, что в каждом граме озера обитает до 10 миллионов микроорганизмов, включая бактерии и археобактерии (archaea - древнейшие одноклеточные организмы). Подобная жизнь, "закатанная в асфальт" температурой от32 до 56 град С, очевидно питается углеводородами. Для дыхания, вместо кислорода, она использует металлы, предположительно железо или марганец.



Исследователи собрали 6 образцов, липкой "пахучей" патоки. В каждом образце содержалась своя, отличная, популяция микроорганизмов. Большинство бактерий родственны обитателям бескислородных отложений, метановых источников или нефтяных бассейнов. Но некоторые археобактерии отстоят довольно далеко от известных и предположительно представляют новые группы.
Содержание воды в асфальте невелеко, и находится на пределе (или ниже) неообходимого для земных форм жизни. Поэтому найденная жизнь может ограничиваться водяными "карманами", аналогично обитателям замерзших озер и ледников сухих долин McMurdo в Антарктиде. К тому же некоторые организмы могут генерировать воду для собственных нужд, например бактерия E. coli gut, а грибы найденные в керосине способны выделять воду из легких углеводородных фракций.


Gathering asphalt from Pitch Lake can be tricky, given how sticky and viscous it is. Studying such samples could offer clues to the possibility of simple life on Titan. Credit: Pitch Lake Research Group.

За исключением очень холодных температур, условия в Pitch Lake наиболее близкий аналог озер Титана, из доступных в земных условиях. Обнаружение широкого спектра микроорганизмов в этом озере повышает возможность существования жизни в морях Титана. Некоторые из них могут иметь внутренние источники тепла, обеспечивающие энергию по крайней мере для пребиотических процессов.
Очевидный следующий шаг, изучить адаптационные механизмы найденных микроорганизмов, что даст новые идеи о возможностях существования экзопланетных форм жизни.
Перспективы обнаружения возможной жизни на Титане очень волнующи, поскольку подобная жизнь наверняка будет иметь независимое от земной происхождение и это сильно увеличит наши знания о разнообразии и распространенности жизни и шансы на ее обнаружение за пределами Солнечной Системы.
Будущие исследования позволят выделить гены помогающие этим организмам утилизировать углеводороды и металлы и выживать в асфальте. Это также позволит разработать новые тесты обнаружения биомаркеров внеземной жизни. Они также прольют свет на вопросы ранней (бескислородной) истории биологической эволюции на Земле.
Также выражается обеспокоенность из-за того, что эта маленькая версия "Титана на Земле" находится под угрозой из-за производственных нужд асфальторазработчиков и выражается надежда, что озеро могло бы стать зоной экотуризма.


 http://www.space.com/scienceastronomy/asphalt-lake-life-on-titan-100505.html

[pkl]

По-моему, аналогия не совсем удачная. Озёра на Титане состоят, в основном, из метан-этановой смеси. По-моему, это совсем не то - другая химия, другая физика. Другие температуры.

[sol]

тут важна не полная аналогия, а прецедент того, что жизнь процветает в далеко (на первый взгляд) небиологических условиях


На глубине нескольких километров в воде вблизи извергающейся лавы, при температуре выше 100 градусов (ибо давление), отсутствии кмслорода и переизбытке серных газов тоже живет живность!

Не помню, где читал - в спецкамере, точно иммитирующей условия Марса запустили - прошу заметить - ЗЕМНЫХ (а стало быть не адаптированных эволюционно к таким условиям) простейших.

4 вида прекрасно выжило, а один из них дал потомство!