Экзотический мир. Исследователи обнаружили на сатурнианской луне Титане удивительный вариант земного карста. Признаками существования такого слоя стали озера глубиной более 100 метров, словно высеченные в высоких плоских горах. Вероятно, они были созданы метановыми дождями, которые растворяли и разрушали замерзшие недра спутника, состоящие из бензола и ацетилена. И что еще поразительно: за несколько последних лет полностью исчезли три больших озера Титана.

Многие из этих озер сатурнианской луны Титана имеют глубину более 100 метров и располагаются на высокогорных плато. © NASA / JPL-Caltech / USGS

Сатурнианская луна Титан во многих аспектах удивительно схожа с Землей: на его поверхности видны вулканы, острова, каньоны и озера, а в его атмосфере бушуют штормы и плавают облака. Но вместо водяного пара и воды на ледяной луне Сатурна циркулируют углеводороды, такие как этан и метан - где-то в жидкой форме, а где-то в виде льда или газа. Процессы, которые лежат в основе этого экзотического цикла, а также многие особенности титановых «вод», понятны ученым лишь частично.

Загадки «вырубленных» озер

«Каждый раз, когда мы делаем открытие на Титане, луна Сатурна становится для нас все более загадочной», - говорит автор исследования Марко Мастроджузеппе из Калифорнийского технологического института в Пасадене. Наряду с прочим, эти слова относятся к странному распределению озер в северном полушарии этого спутника Сатурна, потому что с точки зрения форм и размеров этих «вод», Титан кажется словно разделенным на две части:

В восточной половине северного полушария Титана наблюдаются несколько обширных озер, почти морей, с плоскими берегами и многочисленными островами. В отличие же от этой части луны, от его северного полюса на запад протянулись сотни небольших озер. Еще несколько лет назад в данных, полученных с радаров, было выявлено, что эти озера имеют поразительно крутые берега и глубоко погружены в поверхность. Чтобы узнать больше о топографии различных типов озер, Мастроджузеппе и его команда проанализировали радиолокационные данные, полученные космическим зондом NASA Cassini во время его последнего пролета возле сатурнианской луны в апреле 2017 года.

Плоские горы с глубокими дырами

Поразительная особенность: небольшие озера Титана расположены не на уровне моря, а на плоских горах высотой в сотни метров. Эти метановые озера выглядят на этих плато, как темные глазницы. Но это значит, что эти озера не могут питаться притоками, считают исследователи. Вместо этого такие «водоемы» должны получать жидкий метан от дождей - так же, как и многие изолированные кратерные озера на Земле.

Разделенный на две части ландшафт: на востоке преобладают несколько крупных морей (внизу), на западе расположилось множество небольших озер. © NASA / JPL-Caltech / Agenzia Spaziale Italiana / USGS

Также удивительно, что эти открытые озера Титана ни в коем случае не плоские и поверхностные, а уходят глубоко под поверхность. Как показывают данные радара, некоторые из этих озер достигают глубины более сотни метров и имеют почти вертикальные стены. Они похожи на земные карстовые озера, такие как сеноты на Юкатане или Красное озеро в Хорватии. Эти озера образовались вследствие того, что со временем дождевая вода размыла известняк недр.

Карст из бензола и ацетилена

Но на Титане нет ни дождевой воды, ни известняка. Что же тогда могло вырыть эти странные глубокие дыры в плоских горах Титана? Исследователи подозревают, что даже эта сатурнианская луна тоже может иметь своеобразный карст - только вместо неорганических минералов, он состоит из замороженных соединений углерода. «Большая часть поверхности Титана, кажется, богата органическими материалами - и они растворимы в жидком этане или метане», объясняют они.

«Прежде всего, бензол и ацетилен так же растворимы в жидком этане при минус 180 градусах, как и минералы на основе кальция в земной воде», - говорят Мастроджузеппе и его команда. Таким образом, дождей на Титане вполне могло быть достаточно для того, чтобы в течение десяти-ста миллионов лет создать такие дыры глубиной более ста метров. И новые наблюдения подтверждают уже высказывавшиеся ранее предположения о существовании таких углеводородных карстов на луне Сатурна.

Призрачные озера Титана

И еще один сюрприз, обнаруженный в данных космического зонда Cassini: когда зонд в 2013 году пролетал над областью, где уже были ранее зафиксированы несколько крупных озер, обнаружилось, что они внезапно исчезли. «Эти фантомные озера проявились в радиолокационных данных за 2006 год, где они кажутся заполненными жидкостью, похожей на воду», - заявили Шеннон МакКензи из Университета Джона Хопкинса и ее команда во второй статье на эту тему.

Но при измерениях с помощью инфракрасного спектрометра зимой 2013 года эти озера более обнаружены не были. «Призрачные озера рассеивают излучение точно также, как и окружающая их поверхность», - сообщают исследователи. - «Следовательно, они не могут представлять собой открытую жидкую поверхность». Но что же это тогда? Ученые подозревают, что эти озера, в отличие от глубоких карстовых, напоминают довольно мелкие водоемы. Следовательно, их метан может легко испаряться или просачиваться в пористую подземную среду.

И здесь становится ясно: Метановые и этановые озера Титана гораздо разнообразнее, чем считалось ранее. Но и в этом отношении луна Сатурна снова кажется удивительно похожей на Землю. Хотя здесь ландшафтные формы и процессы имеют в своей основе совершенно иные материалы, базовый принцип удивительно похож на принципы земной геологии.