قمري كه بايد سياره مي شد
نويسنده: رالف لورنز و كريستوفر سوتين
ترجمه: سيد محمدرضا فاطمي دزفولي
ترجمه: سيد محمدرضا فاطمي دزفولي
تيتان بزرگ ترين قمر زحل را به دشواري مي توان فقط قمر ناميد؛ جوي ضخيم تر از جو زمين دارد و در سطحي كه به همان اندازه متفاوت است.
ما تصور مي كرديم كه تيتان بايد شبيه يكي از اقمار بزرگ سيارات بيروني منظومه ي شمسي، مانند كاليستو يا گانيمد، باشد كه اولي پوشيده از گودال هاي برخوردي و دومي پر از شيار است و هر دو از قمرهاي مشتري اند. بنابراين در صبح روز 25 دي 1383/ چهاردهم ژانويه 2005، عكس هاي دريافت شده از تيتان درمراكز فضايي اروژا در دارمشتات آلمان حالتي به طور مساوي آميخته از شادي و بهت به وجود آورد.
هيچ كس از ما انتظار نداشت كه منظره ي سطح اين قمر تا اين اندازه شبيه زمين باشد. هنگامي كه هويگنس با چتر به طرف پايين سرازير مي شد، تصاويري كه از تيتان مخابره مي كرد مجاري انشعاب هاي متعدد رودخانه اي را نشان مي داد كه مسير جريان هاي ناشي از باران آن ها را قطع مي كردند. كاوشگر در محلي فرود آمد كه پوشيده از سنگريزه هاي مرطوب به جامانده از سيلابي تند بود كه ظاهراً به تازگي جاري شده بود. آن چه تيتان را بيگانه مي كرد دير آشنايي آن بود. اكنون بيش از شش سال از آن زمان گذشته است و ما وقت داشته ايم تا يافته هاي كاوشگر را منظم كنيم و آنچه را كه كاسيني با 60بار دور زدن در مداري حلقه مانند به دور زحل به دست آورده به آن ها اضافه كنيم تا همه يك پارچه شوند. تيتان از عطارد بزرگ تر، از مريخ پوياتر، و جوش از جو زمين ضخيم تر است. سطح آن را فرايندهاي دگرگون ساز زمين شناختي شكل داده اند و متان در آن همه نقشي را دارد كه آب بر روي كره ي زمين دارد. در اين قمر، متان از درياچه ها تبخير مي شود، ابر تشكيل مي دهد، به صورت باران مي بارد، و دوباره به درياچه ها باز مي گردد. اگر جو تيتان كمي اكسيژن داشت و درجه حرارت آن 180 درجه سانتي گراد نبود، در آنجا حس مي كرديد كه درخانه ي خود هستيد!
^مدار گرد كاسيني و كاوشگر هويگنس، كه از آن فرود آمد، باعث شدند تا انسان براي نخستين بار سطح واقعي تيتان را ببيند. پس از آن معلوم شد سطح تيتان با ساير اعضاي منظومه ي شمسي تفاوت بسياري دارد. هويگنس منظره اي از قلوه سنگ هايي به بزرگي يك مشت ديد كه روي ماسه ي مرطدب پخش شده بودند. مدور بودن اين سنگ ها احتمالاً بر اثر فرسايش حاصل از سيلابي از مايع(احتمالاً متان) است.
پس از ملاقات ويجر با تيتان، كارشناسان علوم سياره اي دريافتند كه اين قمر با ابرها، باران، و درياهاي خود بايد يك چرخه ي متاني شبيه چرخه ي آب زمين داشته باشد. اين گمان تا حدي بر اساس مشاهده بود: دماي سطح تيتان بسيار نزديك به نقطه ي سه گانه ي(2) متان بود؛ درست همان طور كه دماي زمين به دماي سه گانه ي آب نزديك است. در اين دما حالت هاي گاز، مايع و جامد مي توانند با هم وجود داشته باشند. آيا اين پديده به اين معناست كه انتقال حرارت در ميان حالات سه گانه ي ماده ي دماي تيتان را تنظيم مي كند يا اين تنظيم به طور تصادفي انجام مي گيرد؟ به نظر مي رسد كه نخستين نشانه ي مناسب براي چنين تجزيه و تحليلي با تلسكوپ هاي مستقر روي زمين در سال هاي آخر دهه ي 1990/1370 به دست آمد: ابرهاي زودگذر در ارتفاعاتي مشاهده شد كه پيش بيني مي كرديم متان بايد در آنجا به حالت تراكم در آمده باشد. در رصدهاي دقيق تر كه به كمك تلسكوپ و بعداً با كاسيني انجام داديم توانستيم اين ابرها را در حال فعاليت ببينيم. آن ها مانند ابرهاي زميني كومولوس كپه كپه مي شدند و به بالا مي رفتند و بعد از پراكنده شدن به باراني قطرات ريز تبديل مي شدند. در بعضي جاها كاسيني مشاهده كرد كه پس از عبور از ابرها از بالاي سطح تيتان رنگ آن تيره شده كه شايد اين پديده نشانه ي بارش باران را مشاهده نكرده ولي عكس هاي هوايي كه هويگنس گرفته جاي شكي باقي نمي گذارد كه دست كم قسمت هايي از سطح تيتان تخت تأثير باران و جريان سريع مايع شكل گرفته است.
محل فرود كاوشگر در ده درجه اي جنب خط استواي تيتان در كنار تپه هايي درخشان و پوشيده از يخ و وسط درياي وسيعي از ماسه است. چشم انداز محل فرود نشان مي دهد كه در فاصله ي دوري از آن دو تپه ي ماسه اي بزرگ قرار دارد اما نزديك و اطراف اين محل پوشيده از قلوه سنگ هاي گرد است كه روي ماسه پراكنده شده اند و بيشتر آن را شبيه بستر رودخانه مي كند. دستگاه نفوذسنجي، كه لورنز(يكي از دو نويسنده ي مقاله) دوازده سال پيش از همين مأموريت ساخته بود، در سطح تيتان كار گذاشته شد و خواص مكانيكي خاك آن را اندازه گيري كرد و نشان داد كه اين خاك تا اندازه اي نرم و چسبناك، شبيه ماسه ي مرطوب يا رس، است. دماسنج ها نشان مي دادند كه حرارت آن چنان به سرعت در اطراف كاوشگر از دست مي رود كه گويي سطح خاك را رطوبت فرا گرفته است؛ درست مانند وقتي كه در ساحل دريا يك انگشت خود را در ماسه هاي مرطوب فرو مي بريم، اين انگشت از انگشت ديگري كه در ماسه ي خشك باشد سرماي بيشتري حس مي كند. كارهاي اخير نشان مي دهند كه ممكن است بخار متان روي دوربين فيلم برداري هويگنس در محيطي سرد متراكم شده و تصويري را نشان داده باشد كه حاكي از نوعي ويژه از انعكاس نور از دانه هاي شبنمي است كه در اطراف ميدان ديد دوربين در حال ريزش بوده اند. اين نخستين فيلم برداري از نزديك از ماده اي مايع در دنيايي غير زميني است.
^در مأموريت ويجرا در سال 1989/1368 دانشمندان ناچار بودند بين پروازي از نزديك بر فراز تيتان يا ملاقاتي احتمالي با پلوتون يكي را انتخاب كنند. آن ها پرواز بر فراز تيتان را برگزيدند و آن چه ديدند، به قول دانشمندان، يك« توپ تنيس كركي بدون درز»بود! گروه ويجر2 تصميم گرفت از تيتان را برگزيدند و آن چه ديدند، به قول تصوير دريافتي نااميد كننده بود، دستگاه فروسرخ و فرا بنفش و راديويي كه در ويجرا نصب شده بود آشكار كردند كه قسمت اعظم جو آن نيتروژن است و در اين شرايط ابرهاي متاني، باران حتي اقيانوس ممكن است تشكيل بشود. بسياري از اسرار در زير پوشش نزم آلود آن پنهان بود.
براي بررسي اين نزم، كاسيني هنگام عبور از فراز تيتان در ارتفاع 1000 كيلومتري از آن نمونه برداري كرد. پيش تر كاسيني تصور مي كرديم اين نزم بايد شامل مقادير چشمگيري مولكول هاي هيدروكربن هاي سبك، مانند اتان با وزن مولكولي 30، باشد ولي برخلاف انتظار ما كاسيني نشان داد كه مقادير فراوان از مولكول هاي سنگين آلي در اين نزم يافت مي شود كه عبارتند از بنزن، آنتراسين و ماكرو مولكول هايي با وزن مولكولي 2000 يا بيشتر. اين مواد با كنش نور خورشيد بر متان موجود در جو تيتان تشكيل شده و به احتمال قوي در ابتدا به صورت دانه هاي درشتي به طور تصادفي شكل گرفته و بعداً در سطح تيتان گرفته و درياهاي ماسه را تشكيل داده است اما اين كه چگونه اين اتفاق رخ داده است هنوز معلوم نيست.
^منظره اي از جزئيات درياي كاركن كه جزاير و تخته سنگ هاي ساحلي و ساير عوارض را نشان مي دهد و يادآور درياهاي كره ي زمين است.
درباره ي تيتان چه مي توان گفت؟ حاصل فعل و انفعال هاي نورشيميايي كه به سبب نيروي خورشيد در لايه هاي جو تيتان انجام مي گيرد و منجر به مصرف متان براي توليد حدي مي شود كه طي چند ميليون سال همه ي متان موجود در جو و سطح آن بايد به پايان برسد، مگر اين كه دوباره از جاي ديگري تأمين شود. بنابراين تيتان بايد ذخايري از متان در زير سطح خود داشته باشد كه كمبود اين گاز را در جو آن جبران مي كنند؛ اين شباهتي تقريبي با چرخه ي دراز مدت آب.
^تلألو نور خورشيد بر درياي كاركن آن طور كه تصوير بردار كاسيني با پرتو فروسرخ در تابستان گذشته ديده است. درياچه به مدت 15 سال در تاريكي زمستان فرو رفته بود و در مرداد سال گذشته وارد بهار شد.
به سبب نبود صفحات زمين ساختي در تيتان، چرخه هاي داخلي آن به طور مداوم اتفاق نمي افتد(برعكس كره ي زمين) ولي به هر حال متناسب با وضع آن عمل مي كنند. براي بازسازي تاريخ تيتان مي توان فرض كرد كه رها شدن متان از درون اين قمر و ورود آن به جو در سه دوره انجام گرفته است: تشكيل تيتان در 45 ميليارد سال پيش، بروز انتقال گرمايي در داخل خسته در 25 ميليارد سال پيش، و بروز انتقال حرارت
گرچه تجزيه و تحليل هاي اخير اين مطلب را زير سؤال برده است. متأسفانه جو تيتان مانع نزديك شدن كاسيني به سطح آن در حد لازم مي شود؛ حدي كه براي بررسي مغناطيسي ثانوي، كه زحل بايد بر اقيانوس هاي قمرهاي سياره هاي مشتري مانند بسيار فعال اند. در حالي كه دانشمندان هنوز درباره ي امكان آشكار سازي ميدان هاي ثانوي بحث و جدل دارند، طرح هايي براي جست و جوي علايم مغناطيسي تهيه كرده اند و همچنين گشودن راز اغتشاشات ميدان جاذبه ي تيتان در برنامه ي كار ده سال آينده ي آن ها قرار دارد.
^مسير رودخانه ها كه ممكن است بر اثر جاري شدن متان مايع از ارتفاعات(حدود 200 متر) به طرف بستر درياچه ها(كه اكنون خشك اند)حفر و ايجاد شده باشد. شكل انشعابات نشان مي دهد كه سطح تيتان در معرض باران متان بوده است. اين تصوير را كاوشگر هوينگس هنگامي گرفت كه از ميان جو تيتان در حال فرود بود.
روي تيتان، تابستان نيم كره ي جنوبي كوتاه تر و شديد تر از آن نيم كره ي شمالي است؛ زيرا مدار حركت زحل و در نتيجه تيتان به دور خورشيد بيضي است. در ميانه ي فصل تابستان نيم كره ي جنوبي، تيتان تقريباً 10درصد به خورشيد نزديك تر است. اين بي تفاوتي در فصل ها باعث رانده شدن تركيبات فرار مانند متان و اتان، از جنوب به شمال مي شود كه در حال حاضر درياها و درياچه هاي بيشتري دارد. با اين همه، در زمان طولاني وضع قطب هاي تيتان و مدار زحل نسبت به يكديگر تغيير مي كند. در مدت 30000 سال تابستان هاي شمال سخت خواهند شد.
^چگالي تيتان نشان مي دهد كه نيمي از اين قمر از سنگ(هسته ي آن) و نيم ديگرش از آب و روپوشي از هيدروكربن ها ساخته شده است. مدل ها پيش بيني مي كنند كه 50 كيلومتر فوقاني طبقه اي به اندازه ي كافي گرم و انعطاف پذير است كه بتواند انتقال آرام حرارت را تحمل كند. در زير آن ممكن است اقيانوسي از آب مايع مخلوط با آمونياك وجود داشته باشد و عمق اين اقيانوس ممكن است صدها كيلومتر باشد كه شايد در گذشته عميق تر از اين هم بوده است. به نظر بعضي از دانشمندان اين اقيانوس ممكن بوده است حيات را در خود نگاه دارد.
يافته هاي عجيب و در عين حال آشناي كاسيني از مناظر تيتان، دانشمندان را وادار كرد با ديدگاه جديدي زمين را بررسي كنند. مثلاً قرار گرفتن تپه هاي ماسه ي روان در بيابان هاي تيتان شبيه همان در بيابان هاي ناميبيا و صحراي بزرگ آفريقاست. در اين مناطق، تپه هاي ماسه ي روان در امتداد خطوطي در راستاي دو باد غالب قرار مي گيرند. تاكنون شبيه سازي هاي جوي براي بازسازي و تعيين جهات تپه هاي ماسه ي روان تيتان با مشكلات بزرگي رو به رو بوده است. مورد اختلاف ممكن است نشانه اي از اين باشد كه دانشمندان نحوه ي تشكيل تپه هاي ماسه ي روان را درست درك نكرده اند يا اين كه بادهاي تيتان تحت تأثير عوامل ديگري اند كه در شبيه سازي منظور نشده اند.
علاوه بر اين، با اين كه نيروي جاذبه ي تيتان ضعيف و جو آن ضخيم است و چنين شرايطي قدرت امواج را بالا مي برد، رصدها نشان مي دهند كه درياچه هاي متان پهنه هايي بي حركت و بدون امواج سطحي اند. با توجه به برداشتي كه ما از توليد امواج به كمك باد داريم اين آرامش چه معنايي دارد؟ آهنگ حركت وضعي تيتان ممكن است همراه با فصول به آرامي تغيير كند و همراه آن جو و سطح اين قمر، مانند دو چرخ دنده ي غول پيكر، يكديگر را در بالا و پايين مي چرخانند؛ پديده اي كه با درجه اي ضعيف تر در زمين نيز ديده مي شود.
به اين ترتيب، همان طور كه اغلب در كشف هاي مربوط به سيارات پيش مي آيد، يافته هاي كاسيني باعث طرح سوالات اساسي تر مي شود. مسائل دامنه دار علمي، كه درباره ي تيتان مطرح شده است، و كنش ها و واكنش هاي پيچيده ميان سطح و جو آن سرانجام منجر به سلسله ي مأموريت هايي خواهد شد و شبيه آنچه كه ناسا براي مريخ ترتيب داد. اين مأموريت ها شامل اعزام مه نشين و مه نورد ربوتي و حتي بالن است. در همان حال كاسيني هر چند هفته يك بار پروازهاي خود را به دور تيتان ادامه خواهد داد. در تابستان گذشته، اعتدال بهاري درنيم كره ي شمالي تيتان آغاز شد، همچنان كه خورشيد به طرف شمال پيش مي رود، جريان هاي جوي و الگوهاي ابري در پيش چشم ما تغيير خواهند كرد. همراه با گرم شدن مناطق قطبي شمالي، كه در سرما و رخوت فرو رفته بودند، مي توانيم منتظر پديده هاي غير منتظره باشيم.
1. کلمه ي فارسي اصيل نزم( بنا به ضبط دايرة المعارف فارسي) يا نزم(بنا به ضبط فرهنگ معين) براي بيان کيفيت جو تيتان جايگزين کلمه ي haze در انگليسي شده است: توده اي از ذرات غبار و دود و غيره که تفکيک در آن از دو کيلومتر بيشتر و از يک کيلومتر کمتر باشد. نزم ممکن است داراي ذرات بخار آب باشد يا نباشد- مترجم.
2. TRIPLE POINT نقطه اي که معرف دما و فشاري است که در آن سه حالت جامد، مايع، و بخار يک جسم به حال تعادل با هم وجود دارند.
منبع: نشريه نجوم، شماره 208
ما تصور مي كرديم كه تيتان بايد شبيه يكي از اقمار بزرگ سيارات بيروني منظومه ي شمسي، مانند كاليستو يا گانيمد، باشد كه اولي پوشيده از گودال هاي برخوردي و دومي پر از شيار است و هر دو از قمرهاي مشتري اند. بنابراين در صبح روز 25 دي 1383/ چهاردهم ژانويه 2005، عكس هاي دريافت شده از تيتان درمراكز فضايي اروژا در دارمشتات آلمان حالتي به طور مساوي آميخته از شادي و بهت به وجود آورد.
هيچ كس از ما انتظار نداشت كه منظره ي سطح اين قمر تا اين اندازه شبيه زمين باشد. هنگامي كه هويگنس با چتر به طرف پايين سرازير مي شد، تصاويري كه از تيتان مخابره مي كرد مجاري انشعاب هاي متعدد رودخانه اي را نشان مي داد كه مسير جريان هاي ناشي از باران آن ها را قطع مي كردند. كاوشگر در محلي فرود آمد كه پوشيده از سنگريزه هاي مرطوب به جامانده از سيلابي تند بود كه ظاهراً به تازگي جاري شده بود. آن چه تيتان را بيگانه مي كرد دير آشنايي آن بود. اكنون بيش از شش سال از آن زمان گذشته است و ما وقت داشته ايم تا يافته هاي كاوشگر را منظم كنيم و آنچه را كه كاسيني با 60بار دور زدن در مداري حلقه مانند به دور زحل به دست آورده به آن ها اضافه كنيم تا همه يك پارچه شوند. تيتان از عطارد بزرگ تر، از مريخ پوياتر، و جوش از جو زمين ضخيم تر است. سطح آن را فرايندهاي دگرگون ساز زمين شناختي شكل داده اند و متان در آن همه نقشي را دارد كه آب بر روي كره ي زمين دارد. در اين قمر، متان از درياچه ها تبخير مي شود، ابر تشكيل مي دهد، به صورت باران مي بارد، و دوباره به درياچه ها باز مي گردد. اگر جو تيتان كمي اكسيژن داشت و درجه حرارت آن 180 درجه سانتي گراد نبود، در آنجا حس مي كرديد كه درخانه ي خود هستيد!
درياهايي از ماسه، درياهايي از متان
^مدار گرد كاسيني و كاوشگر هويگنس، كه از آن فرود آمد، باعث شدند تا انسان براي نخستين بار سطح واقعي تيتان را ببيند. پس از آن معلوم شد سطح تيتان با ساير اعضاي منظومه ي شمسي تفاوت بسياري دارد. هويگنس منظره اي از قلوه سنگ هايي به بزرگي يك مشت ديد كه روي ماسه ي مرطدب پخش شده بودند. مدور بودن اين سنگ ها احتمالاً بر اثر فرسايش حاصل از سيلابي از مايع(احتمالاً متان) است.
پس از ملاقات ويجر با تيتان، كارشناسان علوم سياره اي دريافتند كه اين قمر با ابرها، باران، و درياهاي خود بايد يك چرخه ي متاني شبيه چرخه ي آب زمين داشته باشد. اين گمان تا حدي بر اساس مشاهده بود: دماي سطح تيتان بسيار نزديك به نقطه ي سه گانه ي(2) متان بود؛ درست همان طور كه دماي زمين به دماي سه گانه ي آب نزديك است. در اين دما حالت هاي گاز، مايع و جامد مي توانند با هم وجود داشته باشند. آيا اين پديده به اين معناست كه انتقال حرارت در ميان حالات سه گانه ي ماده ي دماي تيتان را تنظيم مي كند يا اين تنظيم به طور تصادفي انجام مي گيرد؟ به نظر مي رسد كه نخستين نشانه ي مناسب براي چنين تجزيه و تحليلي با تلسكوپ هاي مستقر روي زمين در سال هاي آخر دهه ي 1990/1370 به دست آمد: ابرهاي زودگذر در ارتفاعاتي مشاهده شد كه پيش بيني مي كرديم متان بايد در آنجا به حالت تراكم در آمده باشد. در رصدهاي دقيق تر كه به كمك تلسكوپ و بعداً با كاسيني انجام داديم توانستيم اين ابرها را در حال فعاليت ببينيم. آن ها مانند ابرهاي زميني كومولوس كپه كپه مي شدند و به بالا مي رفتند و بعد از پراكنده شدن به باراني قطرات ريز تبديل مي شدند. در بعضي جاها كاسيني مشاهده كرد كه پس از عبور از ابرها از بالاي سطح تيتان رنگ آن تيره شده كه شايد اين پديده نشانه ي بارش باران را مشاهده نكرده ولي عكس هاي هوايي كه هويگنس گرفته جاي شكي باقي نمي گذارد كه دست كم قسمت هايي از سطح تيتان تخت تأثير باران و جريان سريع مايع شكل گرفته است.
محل فرود كاوشگر در ده درجه اي جنب خط استواي تيتان در كنار تپه هايي درخشان و پوشيده از يخ و وسط درياي وسيعي از ماسه است. چشم انداز محل فرود نشان مي دهد كه در فاصله ي دوري از آن دو تپه ي ماسه اي بزرگ قرار دارد اما نزديك و اطراف اين محل پوشيده از قلوه سنگ هاي گرد است كه روي ماسه پراكنده شده اند و بيشتر آن را شبيه بستر رودخانه مي كند. دستگاه نفوذسنجي، كه لورنز(يكي از دو نويسنده ي مقاله) دوازده سال پيش از همين مأموريت ساخته بود، در سطح تيتان كار گذاشته شد و خواص مكانيكي خاك آن را اندازه گيري كرد و نشان داد كه اين خاك تا اندازه اي نرم و چسبناك، شبيه ماسه ي مرطوب يا رس، است. دماسنج ها نشان مي دادند كه حرارت آن چنان به سرعت در اطراف كاوشگر از دست مي رود كه گويي سطح خاك را رطوبت فرا گرفته است؛ درست مانند وقتي كه در ساحل دريا يك انگشت خود را در ماسه هاي مرطوب فرو مي بريم، اين انگشت از انگشت ديگري كه در ماسه ي خشك باشد سرماي بيشتري حس مي كند. كارهاي اخير نشان مي دهند كه ممكن است بخار متان روي دوربين فيلم برداري هويگنس در محيطي سرد متراكم شده و تصويري را نشان داده باشد كه حاكي از نوعي ويژه از انعكاس نور از دانه هاي شبنمي است كه در اطراف ميدان ديد دوربين در حال ريزش بوده اند. اين نخستين فيلم برداري از نزديك از ماده اي مايع در دنيايي غير زميني است.
^در مأموريت ويجرا در سال 1989/1368 دانشمندان ناچار بودند بين پروازي از نزديك بر فراز تيتان يا ملاقاتي احتمالي با پلوتون يكي را انتخاب كنند. آن ها پرواز بر فراز تيتان را برگزيدند و آن چه ديدند، به قول دانشمندان، يك« توپ تنيس كركي بدون درز»بود! گروه ويجر2 تصميم گرفت از تيتان را برگزيدند و آن چه ديدند، به قول تصوير دريافتي نااميد كننده بود، دستگاه فروسرخ و فرا بنفش و راديويي كه در ويجرا نصب شده بود آشكار كردند كه قسمت اعظم جو آن نيتروژن است و در اين شرايط ابرهاي متاني، باران حتي اقيانوس ممكن است تشكيل بشود. بسياري از اسرار در زير پوشش نزم آلود آن پنهان بود.
وحشي گري يك سياره
براي بررسي اين نزم، كاسيني هنگام عبور از فراز تيتان در ارتفاع 1000 كيلومتري از آن نمونه برداري كرد. پيش تر كاسيني تصور مي كرديم اين نزم بايد شامل مقادير چشمگيري مولكول هاي هيدروكربن هاي سبك، مانند اتان با وزن مولكولي 30، باشد ولي برخلاف انتظار ما كاسيني نشان داد كه مقادير فراوان از مولكول هاي سنگين آلي در اين نزم يافت مي شود كه عبارتند از بنزن، آنتراسين و ماكرو مولكول هايي با وزن مولكولي 2000 يا بيشتر. اين مواد با كنش نور خورشيد بر متان موجود در جو تيتان تشكيل شده و به احتمال قوي در ابتدا به صورت دانه هاي درشتي به طور تصادفي شكل گرفته و بعداً در سطح تيتان گرفته و درياهاي ماسه را تشكيل داده است اما اين كه چگونه اين اتفاق رخ داده است هنوز معلوم نيست.
^منظره اي از جزئيات درياي كاركن كه جزاير و تخته سنگ هاي ساحلي و ساير عوارض را نشان مي دهد و يادآور درياهاي كره ي زمين است.
سانحه ي سرنوشت ساز
درباره ي تيتان چه مي توان گفت؟ حاصل فعل و انفعال هاي نورشيميايي كه به سبب نيروي خورشيد در لايه هاي جو تيتان انجام مي گيرد و منجر به مصرف متان براي توليد حدي مي شود كه طي چند ميليون سال همه ي متان موجود در جو و سطح آن بايد به پايان برسد، مگر اين كه دوباره از جاي ديگري تأمين شود. بنابراين تيتان بايد ذخايري از متان در زير سطح خود داشته باشد كه كمبود اين گاز را در جو آن جبران مي كنند؛ اين شباهتي تقريبي با چرخه ي دراز مدت آب.
^تلألو نور خورشيد بر درياي كاركن آن طور كه تصوير بردار كاسيني با پرتو فروسرخ در تابستان گذشته ديده است. درياچه به مدت 15 سال در تاريكي زمستان فرو رفته بود و در مرداد سال گذشته وارد بهار شد.
به سبب نبود صفحات زمين ساختي در تيتان، چرخه هاي داخلي آن به طور مداوم اتفاق نمي افتد(برعكس كره ي زمين) ولي به هر حال متناسب با وضع آن عمل مي كنند. براي بازسازي تاريخ تيتان مي توان فرض كرد كه رها شدن متان از درون اين قمر و ورود آن به جو در سه دوره انجام گرفته است: تشكيل تيتان در 45 ميليارد سال پيش، بروز انتقال گرمايي در داخل خسته در 25 ميليارد سال پيش، و بروز انتقال حرارت
گرچه تجزيه و تحليل هاي اخير اين مطلب را زير سؤال برده است. متأسفانه جو تيتان مانع نزديك شدن كاسيني به سطح آن در حد لازم مي شود؛ حدي كه براي بررسي مغناطيسي ثانوي، كه زحل بايد بر اقيانوس هاي قمرهاي سياره هاي مشتري مانند بسيار فعال اند. در حالي كه دانشمندان هنوز درباره ي امكان آشكار سازي ميدان هاي ثانوي بحث و جدل دارند، طرح هايي براي جست و جوي علايم مغناطيسي تهيه كرده اند و همچنين گشودن راز اغتشاشات ميدان جاذبه ي تيتان در برنامه ي كار ده سال آينده ي آن ها قرار دارد.
^مسير رودخانه ها كه ممكن است بر اثر جاري شدن متان مايع از ارتفاعات(حدود 200 متر) به طرف بستر درياچه ها(كه اكنون خشك اند)حفر و ايجاد شده باشد. شكل انشعابات نشان مي دهد كه سطح تيتان در معرض باران متان بوده است. اين تصوير را كاوشگر هوينگس هنگامي گرفت كه از ميان جو تيتان در حال فرود بود.
عصرهاي يخ بندان در تيتان
روي تيتان، تابستان نيم كره ي جنوبي كوتاه تر و شديد تر از آن نيم كره ي شمالي است؛ زيرا مدار حركت زحل و در نتيجه تيتان به دور خورشيد بيضي است. در ميانه ي فصل تابستان نيم كره ي جنوبي، تيتان تقريباً 10درصد به خورشيد نزديك تر است. اين بي تفاوتي در فصل ها باعث رانده شدن تركيبات فرار مانند متان و اتان، از جنوب به شمال مي شود كه در حال حاضر درياها و درياچه هاي بيشتري دارد. با اين همه، در زمان طولاني وضع قطب هاي تيتان و مدار زحل نسبت به يكديگر تغيير مي كند. در مدت 30000 سال تابستان هاي شمال سخت خواهند شد.
^چگالي تيتان نشان مي دهد كه نيمي از اين قمر از سنگ(هسته ي آن) و نيم ديگرش از آب و روپوشي از هيدروكربن ها ساخته شده است. مدل ها پيش بيني مي كنند كه 50 كيلومتر فوقاني طبقه اي به اندازه ي كافي گرم و انعطاف پذير است كه بتواند انتقال آرام حرارت را تحمل كند. در زير آن ممكن است اقيانوسي از آب مايع مخلوط با آمونياك وجود داشته باشد و عمق اين اقيانوس ممكن است صدها كيلومتر باشد كه شايد در گذشته عميق تر از اين هم بوده است. به نظر بعضي از دانشمندان اين اقيانوس ممكن بوده است حيات را در خود نگاه دارد.
يافته هاي عجيب و در عين حال آشناي كاسيني از مناظر تيتان، دانشمندان را وادار كرد با ديدگاه جديدي زمين را بررسي كنند. مثلاً قرار گرفتن تپه هاي ماسه ي روان در بيابان هاي تيتان شبيه همان در بيابان هاي ناميبيا و صحراي بزرگ آفريقاست. در اين مناطق، تپه هاي ماسه ي روان در امتداد خطوطي در راستاي دو باد غالب قرار مي گيرند. تاكنون شبيه سازي هاي جوي براي بازسازي و تعيين جهات تپه هاي ماسه ي روان تيتان با مشكلات بزرگي رو به رو بوده است. مورد اختلاف ممكن است نشانه اي از اين باشد كه دانشمندان نحوه ي تشكيل تپه هاي ماسه ي روان را درست درك نكرده اند يا اين كه بادهاي تيتان تحت تأثير عوامل ديگري اند كه در شبيه سازي منظور نشده اند.
علاوه بر اين، با اين كه نيروي جاذبه ي تيتان ضعيف و جو آن ضخيم است و چنين شرايطي قدرت امواج را بالا مي برد، رصدها نشان مي دهند كه درياچه هاي متان پهنه هايي بي حركت و بدون امواج سطحي اند. با توجه به برداشتي كه ما از توليد امواج به كمك باد داريم اين آرامش چه معنايي دارد؟ آهنگ حركت وضعي تيتان ممكن است همراه با فصول به آرامي تغيير كند و همراه آن جو و سطح اين قمر، مانند دو چرخ دنده ي غول پيكر، يكديگر را در بالا و پايين مي چرخانند؛ پديده اي كه با درجه اي ضعيف تر در زمين نيز ديده مي شود.
به اين ترتيب، همان طور كه اغلب در كشف هاي مربوط به سيارات پيش مي آيد، يافته هاي كاسيني باعث طرح سوالات اساسي تر مي شود. مسائل دامنه دار علمي، كه درباره ي تيتان مطرح شده است، و كنش ها و واكنش هاي پيچيده ميان سطح و جو آن سرانجام منجر به سلسله ي مأموريت هايي خواهد شد و شبيه آنچه كه ناسا براي مريخ ترتيب داد. اين مأموريت ها شامل اعزام مه نشين و مه نورد ربوتي و حتي بالن است. در همان حال كاسيني هر چند هفته يك بار پروازهاي خود را به دور تيتان ادامه خواهد داد. در تابستان گذشته، اعتدال بهاري درنيم كره ي شمالي تيتان آغاز شد، همچنان كه خورشيد به طرف شمال پيش مي رود، جريان هاي جوي و الگوهاي ابري در پيش چشم ما تغيير خواهند كرد. همراه با گرم شدن مناطق قطبي شمالي، كه در سرما و رخوت فرو رفته بودند، مي توانيم منتظر پديده هاي غير منتظره باشيم.
1. کلمه ي فارسي اصيل نزم( بنا به ضبط دايرة المعارف فارسي) يا نزم(بنا به ضبط فرهنگ معين) براي بيان کيفيت جو تيتان جايگزين کلمه ي haze در انگليسي شده است: توده اي از ذرات غبار و دود و غيره که تفکيک در آن از دو کيلومتر بيشتر و از يک کيلومتر کمتر باشد. نزم ممکن است داراي ذرات بخار آب باشد يا نباشد- مترجم.
2. TRIPLE POINT نقطه اي که معرف دما و فشاري است که در آن سه حالت جامد، مايع، و بخار يک جسم به حال تعادل با هم وجود دارند.
منبع: نشريه نجوم، شماره 208
