Жидкость на Титане представлена естественными резервуарами на поверхности Титана , наполненными, предположительно, смесью жидких углеводородов , в основном метана и этана , а также подповерхностным океаном, содержащим, предположительно, жидкую воду со значительным содержанием аммиака и экстремально высокой солёностью.

Озёра сосредоточены в приполярных областях, причём крупнейшие из них, называемые морями, находятся только в северном полушарии Титана. Такую асимметрию учёные объясняют тем, что, когда в южном полушарии Титана лето, Сатурн находится вблизи перигелия , то есть лето там более «жаркое», чем в северном .

Учёные также предполагают наличие больших объёмов углеводородов под поверхностью спутника .

Поверхностные «водоёмы»

История исследования

Впервые предположение о возможности существования на Титане углеводородных озёр ( углеводоёмов ) было сделано на основе анализа данных, полученных АМС Вояджер 1 и Вояджер 2 . Сопоставив состав, плотность и температуру атмосферы Титана , учёные сделали вывод, что на спутнике могут присутствовать углеводороды в жидком состоянии. Эта гипотеза подтвердилась в 1995 году, когда при помощи телескопа Хаббл в атмосфере Титана был обнаружен жидкий метан, хотя его количество на поверхности оставалось неясным .

Окончательное подтверждение наличия на Титане крупных углеводоёмов было получено благодаря проекту « Кассини-Гюйгенс ». Хотя снимки, полученные при спуске зонда «Гюйгенс» , который сел вблизи экватора Титана, не обнаружили каких-либо значительных объёмов жидкости, рельеф поверхности явно свидетельствовал о воздействии на него жидкости в прошлом . Первое свидетельство существования крупных углеводоёмов нашлось на инфракрасном снимке южного полюса, сделанном 6 июня 2005 года, на котором заметно большое тёмное пятно . Радарное зондирование поверхности спутника с борта станции Кассини , проведённое 22 июля 2006 года, выявило в северном полушарии большие области с резко очерченными границами, которые сильно поглощали радиоволны . Эти данные позволили учёным в январе 2007 года уверенно заявить о наличии на Титане метановых озёр .

Также 8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм), которые учёные долго надеялись увидеть как основное доказательство наличия жидкости на поверхности .

В 2013 году с помощью радара «Кассини» были исследованы сети соединённых с морем Лигеи каналов Вид , которое показало, что их поверхность является такой же тёмной, как у углеводородных морей. Более поздний анализ этих данных подтвердил: блеск на их поверхности указывает на то, что они сейчас заполнены жидкостью .

Для подробного исследования озёр Титана проектируется зонд TiME ( англ. Titan Mare Explorer ) в составе миссии Titan Saturn System Mission , запуск которой планировался на 2020 год.

Состав «вод»

Средняя температура на Титане составляет 93,7 К (−179,5 °C), а атмосферное давление у поверхности 146,7 кПа (1,45 атм ) . При таких условиях многие газы переходят в жидкое состояние. Предположительный молярный состав жидкости, наполняющей титанские «водоёмы» :

• жидкий этан : 76÷79 %
• жидкий пропан : 7÷8 %
• жидкий метан : 5÷10 %
• жидкий бутилен : 1 %
• жидкие аргон , азот , угарный газ , водород : менее 1 %.

Также в жидкости растворены твёрдые (при данных температурах и давлении) вещества (в молярных долях):

• циановодород : 2÷3 % ( насыщенный раствор )
• бутан : 1 %
• ацетилен : 1 %
• бензол , метилцианид , углекислый газ : менее 1 %

Поскольку смесь состоит из сжиженных газов с разной температурой кипения, то её состав меняется в зависимости от температуры: при нагревании уменьшается концентрация более летучих веществ (метан, азот) и увеличивается концентрация менее летучих (пропан, бутен). Поэтому состав жидкости на полюсах (где 90 К) отличается от состава на более тёплом экваторе (где 93,65 К) .

Поскольку температура на Титане близка к температуре кристаллизации метана (−182,5 °C) и этана (−183,3 °C), то в озёрах может присутствовать также углеводородный лёд. Плотность смеси углеводородов в озёрах составляет примерно 516,3 кг/м³, что значительно меньше плотности твёрдых метана и этана, поэтому углеводородный лёд в этих озёрах будет тонуть, а не всплывать на поверхность. Однако, учёные предполагают, что при определённых условиях на поверхности озёр всё же могут образовываться плавучие льдины. Такой лёд должен быть насыщен газом (более 5 %) чтобы оставаться на поверхности озера, а не опускаться на дно .

По оценкам учёных, количество углеводородов в озёрах Титана в сотни раз превышает их содержание в недрах Земли .

Список морей и озёр

На сегодняшний день многие углеводоёмы получили собственные названия .

Моря

Морями ( лат. mare ) называются наиболее крупные углеводоёмы Титана. Они получили свои названия по именам мифических морских существ.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Море Кракена	Kraken Mare		1170	Кракен — мифический монстр из рассказов скандинавских мореходов.
Море Лигеи	Ligeia Mare		500	Лигея — одна из сирен .
Море Пунги	Punga Mare		380	Пунга в мифологии маори — предок акул, скатов и ящериц.

Озёра

Озёра ( лат. lacus ) — небольшие тёмные участки с чёткими очертаниями (впадины, заполненные жидкими углеводородами ). Их названия происходят от названий земных озёр.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Озеро Абая	Abaya Lacus		65	Абая ( Эфиопия )
Озеро Альбано	Albano Lacus		6	Альбано ( Италия )
Озеро Атитлан	Atitlán Lacus		14	озеро Атитлан ( Гватемала )
Озеро Больсена	Bolsena Lacus		100	озеро Больсена (Италия)
Озеро Венерн	Vänern Lacus		44	Венерн ( Швеция )
Озеро Кардиель	Cardiel Lacus		22	Кардиель ( Аргентина )
Озеро Кейюга	Cayuga Lacus		23	( США )
Озеро Киву	Kivu Lacus		78	Киву (озеро) (граница Руанды и ДРК )
Озеро Койтере	Koitere Lacus		68	Койтере ( Финляндия )
Озеро Ладога	Ladoga Lacus		110	Ладожское озеро ( Россия )
Озеро Ланао	Lanao Lacus		34	Ланао ( Филиппины )
Озеро Локтак	Logtak Lacus		14	Локтак ( Индия )
Озеро Маккай	Mackay Lacus		180	озеро Маккай ( Австралия )
Озеро Миватн	Mývatn Lacus		55	Миватн ( Исландия )
Озеро Ней	Neagh Lacus		98	Лох-Ней ( Северная Ирландия )
Озеро Онайда	Oneida Lacus		51	озеро Онейда (США)
Озеро Онтарио	Ontario Lacus		235	Онтарио (озеро) (граница Канады и США)
Озеро Охрид	Ohrid Lacus		17	Охридское озеро (граница Македонии и Албании )
Озеро Севан	Sevan Lacus		47	Севан ( Армения )
Озеро Сионаскейг	Sionascaig Lacus		143	( Шотландия )
Озеро Сотонера	Sotonera Lacus		63	( Испания )
Озеро Спарроу	Sparrow Lacus		81	Спарроу (Канада)
Озеро Товада	Towada Lacus		24	Товада (озеро) ( Япония )
Озеро Увс	Uvs Lacus		27	Убсу-Нур ( Монголия )
Озеро Урмия	Urmia Lacus		29	Урмия ( Иран )
Озеро Уэйкэр	Waikare Lacus		52	( Новая Зеландия )
Озеро Фейа	Feia Lacus		47	, Бразилия
Озеро Фримен	Freeman Lacus		26	(США)
Озеро Хунин	Junín Lacus		6	озеро Хунин ( Перу )
Озеро Цзинбо	Jingpo Lacus		240	Цзинбо ( Китай )
Озеро Мюггель	Müggel Lacus		170	Мюггельзе ( Германия )
Озеро Хаммар	Hammar Lacus		200	Эль-Хаммар ( Ирак )
	Crveno Lacus		41	Красное озеро ( Хорватия )

Лакуны

Лакуны ( лат. lacuna ) — объекты, похожие на озёра, но лучше отражающие радиоволны, что говорит об их малой глубине либо полном отсутствии жидкости. Их названия происходят от названий земных солончаков и пересыхающих озёр.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Лакуна Атакама	Atacama Lacuna		36	солончаки пустыни Атакама ( Чили )
	Veliko Lacuna		93	( Босния и Герцеговина )
Лакуна Джерид	Jerid Lacuna		43	Шотт-эль-Джерид ( Тунис )
Лакуна Мельгир	Melrhir Lacuna		23	Шотт-Мельгир ( Алжир )
Лакуна Нгами	Ngami Lacuna		37	Нгами ( Ботсвана )
Лакуна Рейстрек	Racetrack Lacuna		10	Рейстрек-Плайя (США)
Лакуна Уюни	Uyuni Lacuna		27	Солончак Уюни ( Боливия )
Лакуна Эйр	Eyre Lacuna		25	озеро Эйр (Австралия)
Лакуна Кач	Kutch Lacuna		175	(граница Индии и Пакистана )
Лакуна Накуру	Nakuru Lacuna		188	Озеро Накуру ( Кения )
Лакуна Войтчугга	Woytchugga Lacuna		450	( Австралия )

Каналы

Каналы ( лат. flumina ) — система каналов, по которым, вероятно, текут жидкие углеводороды.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Каналы Эливагар	Elivagar Flumina		260	Эливагар в скандинавской мифологии — 12 ядовитых ледяных потоков
Каналы Вид	Vid Flumina		158	Вид в скандинавской мифологии — одна из 12 эливагарских рек
Каналы Келадон	Celadon Flumina		160	Келадон — река в « Илиаде »
	Xanthus Flumen		78	Ксанф (Ксант) — река в « Илиаде »
	Karesos Flumen			Карес — река в « Илиаде »
	Saraswati Flumen			Сарасвати (Ксант) — река в индуистской мифологии
	Hubur Flumen

Заливы

Залив ( лат. sinus ) — часть моря или озера.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
	Arnar Sinus
	Flensborg Sinus
	Gabes Sinus
	Kumbaru Sinus
	Moray Sinus
	Nicoya Sinus
	Okahu Sinus
	Patos Sinus
	Puget Sinus
	Rombaken Sinus
	Skelton Sinus
	Trold Sinus
	Tunu Sinus
	Wakasa Sinus
	Walvis Sinus

Проливы

Пролив ( лат. fretum ) — узкий участок жидкости, соединяющий два больших резервуара. Они получили свои названия в честь героев произведений Айзека Азимова из цикла «Основание» .

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия	#
Пролив Бейты	Bayta Fretum		165	Бейта Дарелл — персонаж романа « Основание и Империя », жена торговца Трана Дарелла и бабушка Аркадии Дарелл.
Пролив Хардина	Hardin Fretum		246	Сальвор Хардин — персонаж романа «Основание» , первый мэр планеты Терминус.
Пролив Селдона	Seldon Fretum		67	Гэри Селдон — главный герой основной трилогии, создатель вымышленной науки психоистории , первый министр Галактической Империи.
Пролив Тревайза	Trevize Fretum		173	Голан Тревайз — герой романов « Кризис Основания » и « Основание и Земля », совета планеты Терминус.

Карта северной полярной области Титана

Подповерхностный океан

Ряд учёных выдвинули гипотезу о существовании на Титане глобального подповерхностного океана . Мощное приливное действие Сатурна может привести к разогреву ядра и поддержанию достаточно высокой температуры для существования жидкой воды . Сравнение снимков « Кассини » за 2005 и 2007 годы показало, что детали ландшафта сместились примерно на 30 км. Поскольку Титан всегда повёрнут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная кора отделена от основной массы спутника глобальной жидкой прослойкой .

Предполагается, что в воде содержится значительное количество аммиака (около 10 %), который действует на воду как антифриз , то есть понижает температуру её замерзания. В сочетании с высоким давлением, оказываемым корой спутника, это может являться дополнительным условием существования подповерхностного океана .

Согласно данным, обнародованным в конце июня 2012 году и собранным ранее КА «Кассини», под поверхностью Титана (на глубине около 100 км) действительно должен находиться океан, состоящий из воды с возможным небольшим количеством солей . В результатах нового исследования, опубликованных в 2014 году и основанных на гравитационной карте спутника, построенной на основании данных, собранных « Кассини », учёные высказали предположение, что жидкость в океане спутника Сатурна отличается повышенной плотностью и экстремальной солёностью. Скорее всего, она представляет собой , в состав которого входят соли, содержащие натрий, калий и серу. Кроме того, в разных районах спутника глубина океана варьируется — в одних местах вода промерзает, изнутри наращивая ледяную корку, покрывающую океан, и слой жидкости в этих местах практически не сообщается с поверхностью Титана. Сильная солёность подповерхностного океана делает практически невозможным существование в нём жизни.

См. также

• Атмосфера Титана

Примечания

Ссылки

• от 8 июня 2012 на Wayback Machine Membrana.ru