המחקר מצא שההיסטוריה של הנוף של טיטאן דומה לזו של מאדים, לא לכדור הארץ

טקס מעגל מנהיגי הרפואה של הרמב"ם - תשע"ז 2017 (יולי 2019).

Anonim

הסביבה על טיטאן, הירח הגדול ביותר של שבתאי, אולי נראה מוכר להפליא: עננים מתעבות וגשם למטה על פני המים, נהרות הזנה אשר זורמים לתוך האוקיינוסים והאגמים. מחוץ לכדור הארץ, טיטאן הוא הגוף הפלנטרי היחיד במערכת השמש עם נהרות זורמים באופן פעיל, למרות שהם ניזונים מתאן נוזלי במקום מים. לפני זמן רב, מאדים גם אירח נהרות, אשר סרק עמקים על פני השטח שלה עכשיו צחיח.

עכשיו מדעני MIT מצאו כי למרות הדמיון הזה, מקורות הטופוגרפיה, או גובה פני השטח, על מאדים טיטאן שונים מאוד מזה על כדור הארץ.

במאמר שפורסם ב- Science, מדווחים החוקרים כי טיטאן, כמו מאדים, שלא כמו כדור הארץ, לא עברה כל טקטוניית צלחת פעילה בעבר הקרוב. המהפך של ההרים על ידי טקטוניית צלחת מסיר את השבילים כי נהרות לקחת. הצוות מצא כי החתימה המסומנת הזאת חסרה מרשתות הנהרות על מאדים ועל טיטאן.

"בעוד התהליכים שיצרו את הטופוגרפיה של טיטן עדיין מסתוריים, זה שולל חלק מהמנגנונים שאנחנו הכי מכירים על כדור הארץ", אומר המחבר הראשי בנימין בלק, לשעבר סטודנט לתואר MIT וכעת עוזר פרופסור במכללת סיטי ניו יורק.

במקום זאת, המחברים מציעים הטופוגרפיה של טיטן עשוי לגדול באמצעות תהליכים כמו שינויים בעובי של הקרום הקרחית של הירח, עקב הגאות משבתאי.

המחקר גם שופך קצת אור על האבולוציה של הנוף על מאדים, שפעם היה בעל ים ענק ונחלי מים. צוות ה- MIT מספק ראיות לכך שהתכונות העיקריות של הטופוגרפיה של מאדים התגבשו מוקדם מאוד בהיסטוריה של הפלנטה, והשפיעו על נתיבי מערכות הנהר הצעירות יותר, גם כאשר התפרצויות וולקניות והשפעות אסטרואיד הפילו את פני השטח של כוכב הלכת.

"זה מדהים כי ישנם שלושה עולמות במערכת השמש שבו נהרות זורמים יש מגולף לתוך הנוף, גם כיום או בעבר", אומר טיילור Perron, פרופסור לגיאולוגיה במחלקה של MIT של כדור הארץ, האטמוספירה ואת כוכבי הלכת מדעי (EAPS). "יש את ההזדמנות המדהימה הזו להשתמש במבנה הטבעי שהנהרות יצרו כדי ללמוד איך ההיסטוריה של העולמות האלה שונה".

עמיתיהם של פרון ובלאק הם עמיתים לשעבר לתואר MIT אליזבת ביילי וחוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז ואוניברסיטת סטנפורד.

זרימה מטושטשת

מאז 2004, החללית של קאסיני של נאס"א הייתה מקיפה את סטורן ושולחת אל כדור הארץ תמונות מדהימות של הטבעות והירחים של הפלנטה. תמונות של פני השטח של טיטאן נתנו למדענים מבט ראשון על עמק הנהר של הירח, על דיונות חול מתגלגלות ועל דפוסי מזג אוויר פעילים. קאסיני ביצע גם מדידות גסות של הטופוגרפיה של טיטאן במקומות מסוימים, אם כי מדידות אלה הם הרבה יותר גס בהחלטה.

פרון ובלק תהו אם הם יכולים לחדד את השקפתם על הטופוגרפיה של טיטאן על ידי יישום מה שידוע על הטופוגרפיה על פני כדור הארץ ועל מאדים, וכיצד נהרותיהם התפתחו.

לדוגמה, על כדור הארץ, תהליך של טקטוניית צלחת יש reshaped באופן קבוע את הנוף, דוחף רכסי הרים למעלה בין מתנגש צלחות יבשתי, ואת פתיחת האוקיינוס ​​אגנים כמו landmasses לאט לאט להתפרק. הנהרות, אם כן, הם כל הזמן להסתגל לשינויים טופוגרפיה, עקיפה סביב טווחי הרים גדל להגיע האוקיינוס.

מאדים, לעומת זאת, נחשבה לעוצבה בעיקר בתקופה של צבירה ראשונית ומה שמכונה "הפצצה כבדה" המאוחרת, כאשר אסטרואידים חרטו אגני השפעה מסיביים ודחפו הרי געש ענקיים.

למדענים יש מפות מפותחות היטב של רשתות נהר וטופוגרפיה על פני כדור הארץ ומאדים, יחד עם הבנה הולכת וגוברת של ההיסטוריה שלהם. פרון ושחור השתמשו בקרן זו כדי לזכות בתובנה בהיסטוריה הטופוגרפית של טיטאן.

"אנחנו יודעים משהו על נהרות, ומשהו על טופוגרפיה, ואנו מצפים כי נהרות אינטראקציה עם הטופוגרפיה כפי שהוא מתפתח, " אומר שחור. "המטרה שלנו היתה להשתמש בחתיכות האלה כדי לפצח את הקוד של מה שיצר את הטופוגרפיה מלכתחילה".

התמודדות עם הטופוגרפיה

הצוות הראשון הכין מפה של רשתות הנהר לכדור הארץ, למאדים ולטיטאן. מפות כאלה נעשו בעבר על ידי אחרים עבור כדור הארץ ומאדים; שחור שנוצר מפת נהר טיטאן באמצעות תמונות שצולמו על ידי Cassini. עבור כל שלוש המפות, החוקרים סימנו את הכיוון שכל נהר נראה זורם.

לאחר מכן הם השוו מפות טופוגרפיות לכל שלושת הגופים הפלנטריים, בדרגות שונות של רזולוציה. מפות כדור הארץ חדות בפירוט, כמו גם אלה של מאדים, המציגות פסגות הרים ואגני השפעה בהקלה גבוהה. לעומת זאת, בשל האטמוספירה העבה והמטושטשת של טיטאן, המפה העולמית של הטופוגרפיה של טיטאן מטושטשת ביותר, ומציגה רק את המאפיינים הרחבים ביותר.

על מנת לבצע השוואות ישירות בין טופוגרפיות, החוקרים חייגו את הרזולוציה של מפות עבור כדור הארץ ומאדים, כדי להתאים את הרזולוציה עבור טיטאן. לאחר מכן הם הציגו מפות של כל רשתות הנהר של כל גוף פלנטרי, על גבי הטופוגרפיות שלהם, וסימנו כל נהר שנדמה כי הוא זורם במורד הגבעה.

כמובן, נהרות רק לזרום במורד. אבל הצוות הבחין כי נהרות עשויים להופיע לזרום במעלה ההר, פשוט בגלל המפה ברזולוציה נמוכה לא יכול ללכוד פרטים עדינים כגון רכסי הרים אשר להסיט את זרימת הנהר.

כאשר החוקרים סיכמו את אחוז הנהרות על טיטאן שנדמה כי הם זורמים במורד הגבעה, המספר תואם יותר הדוק עם מאדים. הם השוו גם את מה שכינו "קונפורמיות טופוגרפית" - את מידת ההבדלים בין מדרון הטופוגרפיה לבין כיוון זרימת הנהר. גם כאן הם מצאו שטיטאן דומה למאדים על פני כדור הארץ.

"חיזוי אחד שאנחנו יכולים לעשות הוא שכשנגיע בסופו של דבר למפות טופוגרפיות מעודנות יותר של טיטאן, נראה טופוגרפיה שנראית יותר כמו מאדים מאשר כדור הארץ", אומר פרון. "טיטאן עשוי להיות בעליות ורמות רחבות היקף, אשר אולי היו נוצרו לפני זמן מה, ואת הנהרות כבר נשחק לתוך הטופוגרפיה מאז, לעומת שיש רכסי הרים חדשים צצים כל הזמן, עם נהרות כל הזמן נלחם נגדם.

מילוי בתמונה

שאלה אחת אחרונה שהחוקרים נראו לענות עליה היתה איך הקיצוץ בגלל השפעת האסטרואידים על מאדים עיצב מחדש את הטופוגרפיה שלו.

Black השתמשה בסימולציה שהקבוצה פיתחה בעבר, כדי לדגמן את שחיקת הנהר על המאדים עם היסטוריות שונות. הוא מצא כי דפוס של רשתות הנהר על מאדים היום מגביל את המידה שבה הסעודה יש ​​remodeled את פני השטח של מאדים. זה מצביע על כך המכתשים ההשפעה הגדולה ביותר נוצר מוקדם מאוד בהיסטוריה של מאדים, וכי מאוחר יותר pummeling על ידי אסטרואידים בעיקר dented ו dinged את פני השטח.

כמו המשימה של קאסיני צפוי להסתיים בספטמבר, אומר פרון חקירה נוספת של פני השטח של טיטן יעזור להדריך משימות עתידיות אל הירח הרחוק.

"כל דרך למלא את הפרטים של מה פני השטח של טיטאן, מעבר למה שאנחנו יכולים לראות ישירות את התמונות ואת הטופוגרפיה שאסף קאסיני, יהיה בעל ערך לתכנון לחזור", אומר פרון.

menu
menu